ขนาดมีความสำคัญ

ในขณะที่นักวิจัยบางคนพยายามหาทางแก้ไข หรือแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับความเป็นพิษ คนอื่น ๆ ก็พบวิธีที่จะเปลี่ยนการกะพริบที่คาดเดาไม่ได้ของจุดควอนตัมให้กลายเป็นสินทรัพย์ การกะพริบอาจเกี่ยวข้องกับวัฏจักรการชาร์จและการคายประจุไฟฟ้าในแกนของจุด การกะพริบทำให้ยากต่อการติดตามทุกการเคลื่อนไหวของอนุภาคภายในเซลล์อย่างต่อเนื่อง ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign นักชีวฟิสิกส์Paul Selvinได้ยอมรับการกะพริบตา เขาใช้เทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์เรืองแสงที่มีความละเอียดสูง ซึ่งนักประดิษฐ์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2014 ( SN: 11/1/14, p. 15 ) มันอาศัยอนุภาคที่ริบหรี่เพื่อถ่ายภาพโมเลกุลขนาดเล็กมากให้คมชัดกว่าที่จะเป็นไปได้

ยิ่งโตยิ่งแดง

ขนาดจุดควอนตัม

การเปลี่ยนขนาดของควอนตัมดอทคอร์เปลี่ยนสีที่ปล่อยออกมา ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดใหญ่ แสงสีแดงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น 

เครดิต: Antipoff / Wikimedia Commons ( CC BY-SA 3.0 )

โดยปกติความยาวคลื่นของแสงในกล้องจุลทรรศน์จะจำกัดขนาดของสิ่งของที่นักวิจัยสามารถมองเห็นได้ สิ่งใดที่เล็กกว่าความยาวคลื่นประมาณครึ่งหนึ่ง (ประมาณ 200 นาโนเมตรสำหรับแสงที่มองเห็นได้) ก็ไม่สามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถหลีกเลี่ยงขีดจำกัดนี้ได้โดยการนำโมเลกุลจำนวนหนึ่งมาทำให้เรืองแสงได้ครั้งละสองสามครั้งในพื้นที่ที่ต้องการสร้างภาพ นักวิจัยสามารถซ้อนภาพและสร้างภาพที่มีความละเอียดสูงกว่าเมื่อก่อนได้ด้วยการปล่อยให้อนุภาคสองสามตัวสว่างขึ้น จากนั้นปิดและปล่อยให้อนุภาคอีกสองสามตัวเรืองแสง

แม้ว่ากล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงมักใช้สีย้อมเรืองแสงแบบดั้งเดิม 

แต่จุดควอนตัมก็ทำงานได้ดี Selvin กล่าว ในปี 2013 ในNano Lettersทีมงานของเขารายงานว่าถ่ายภาพความละเอียดสูงของตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนังชั้นนอก ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งเต้านม โดยใช้จุดควอนตัม การทำความเข้าใจว่าตัวรับทำงานอย่างไรจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการแพร่กระจายของมะเร็ง

อีกไม่นาน Selvin ได้ใช้เทคนิคนี้ในการติดตามการกระทำทีละขั้นตอนของโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นมอเตอร์ระดับโมเลกุลเพื่อเคลื่อนย้ายโปรตีนอื่นๆ ภายในเซลล์ “จุดควอนตัมเหล่านี้น่าทึ่งมาก” เขากล่าว “มันดีมากจนคุณสามารถมองเห็นได้ในสามมิติ”

แม้ว่าจุดควอนตัมจะวัดได้เพียงนาโนเมตร แต่ก็ยังใหญ่เกินไปเล็กน้อยสำหรับพื้นที่แคบ ๆ เช่นทางแยกระหว่างเซลล์ จุดควอนตัมที่มีจำหน่ายทั่วไปคือ 20 นาโนเมตรขึ้นไป แกนของมันมีขนาดเล็กกว่ามาก แต่มีเปลือกหนาล้อมรอบแกนกลางเพื่อป้องกันโลหะแคดเมียมจากสิ่งแวดล้อมอย่างปลอดภัย การเคลือบโพลีเมอร์เพิ่มเติมช่วยให้จุดไหลได้อย่างอิสระภายในเซลล์ จุดควอนตัมเชิงพาณิชย์เหล่านี้สามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพทางชีววิทยา แต่ก็ไม่เหมาะสำหรับการบีบเข้าไปในทุกส่วนของเซลล์

ทีมวิจัยจำนวนมากได้ทำงานเพื่อสร้างเปลือกที่บางลงซึ่งยังคงกักเก็บแคดเมียมไว้ ตัวอย่างเช่น เซลวินนำแกนของแคดเมียมซีลีไนด์แล้วเพิ่มอะตอมของกำมะถันและสายโซ่ของอะตอมคาร์บอน 11 ตัว เขาเคลือบสิ่งของทั้งหมดด้วยพอลิเมอร์เพื่อให้เคลื่อนที่ได้ง่ายในน้ำ หากชั้นถูกเติมที่อุณหภูมิสูงโดยปราศจากออกซิเจน โมเลกุลของสารเคลือบจะสร้างชั้นที่หนาแน่นและแน่นรอบแกนกลาง ผลลัพธ์: จุดควอนตัมที่มีความกว้างเพียง 9 นาโนเมตร Selvin และผู้ทำงานร่วมกันทำให้จุดเรืองแสงที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสี่แบบ เรืองแสงกินเวลานานกว่าหนึ่งเดือน ทีมรายงานเมื่อปีที่แล้วในAngewandte  Chemie

จุดควอนตัมขนาดเล็กนั้นสว่างเพียงหนึ่งในสามของจุดเชิงพาณิชย์ที่ใหญ่กว่า แต่ก็ยังสว่างเพียงพอสำหรับเซลวิน ในห้องปฏิบัติการ เขาจับพวกมันเข้ากับตัวรับ AMPA — โมเลกุลในเซลล์ประสาทที่มีชีวิตหรือเซลล์ประสาท — และติดตามวิธีที่พวกมันเดินทาง

จุดต่างๆ มีขนาดเล็กพอที่จะบีบเข้าไปในช่อง synaptic ซึ่งเป็นช่องว่างประมาณ 20 ถึง 40 นาโนเมตรข้ามที่เซลล์ประสาทหนึ่งส่งสัญญาณไปยังอีกเซลล์หนึ่ง “จุดเล็กๆ สามารถเข้าไปข้างในได้” Selvin กล่าว ดังนั้น “เราได้รับมุมมองที่แตกต่างกันมากเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ synapse”

ตัวอย่างเช่น จุดควอนตัมขนาดเล็กแสดงให้เห็นว่าการกระทำส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในไซแนปส์เอง ไม่ใช่ที่ตำแหน่งนอกไซแนปส์ การดูสิ่งทั้งหมดด้วยจุดควอนตัมขนาดใหญ่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจผิดคิดว่าพื้นที่นอกไซแนปส์ซึ่งเป็นที่เดียวที่จุดใหญ่สามารถไปได้นั้นอาจมีความสำคัญมากกว่าที่เป็นอยู่ Selvin กล่าว

credit : citadelindustry.com sysconceuta.com nezavisniprostor.net planesyplanetas.com coachsfactorysoutletonline.net cheapcustomhoodies.net coachfactoryonlinefn.net kamauryu.com trinitycafe.net luxurylacewigsheaven.net