Пензенские учёные создали уникальные квантовые точки для ранней диагностики рака

Пензенские исследователи из государственного университета впервые применили квантовые точки с усовершенствованной структурой для диагностики рака, что стало важным прорывом в области биомедицинских технологий. Как сообщили в Министерстве образования и науки России, это открытие может изменить подход к визуализации и обнаружению злокачественных опухолей в организме. Квантовые точки представляют собой полупроводниковые нанокристаллы, обладающие уникальными оптическими свойствами и способностью светиться значительно дольше, чем традиционные органические красители, что позволяет фиксировать процессы в реальном времени с высокой точностью.

В отличие от ранее применяемых квантовых точек, специалисты Пензенского государственного университета разработали наночастицы с более сложной внутренней структурой, способные учитывать влияние микроокружения опухоли. Они опирались на тот факт, что злокачественные клетки активно поглощают и накапливают аминокислоты — органические молекулы, состоящие из углерода, азота, кислорода и водорода. Такое насыщение микроокружения опухоли аминокислотами стало ключевым фактором для создания нового диагностического метода. Разработчики пояснили, что при попадании квантовых точек в организм происходит их взаимодействие с электрически заряженными аминокислотами. Это воздействие меняет энергетический спектр квантовых точек, вызывая излучение с изменяющейся длиной волны.

Профессор и декан факультета информационных технологий и электроники ПГУ Владимир Кревчик рассказал, что именно благодаря изменению длины волны излучения можно определить присутствие опухоли. Если рядом с квантовыми точками находятся аминокислоты, это вызывает сдвиг в рекомбинационном излучении, что сигнализирует о наличии объекта с заряженными аминокислотами — а значит, о раковом новообразовании. Такой подход позволяет выявлять опухоль по ее микроокружению, что раньше не использовалось в мировой практике. Уникальность метода заключается в том, что квантовые точки функционируют как своеобразные индикаторы, реагирующие на химический состав тканей в непосредственной близости от опухоли.

Достижение пензенских учёных открывает новые перспективы для развития квантовых технологий в медицине и биологии. Возможность точного и раннего выявления раковых клеток с учетом их микроокружения существенно повысит эффективность диагностики и, соответственно, лечения пациентов. Кроме того, этот метод может стать основой для создания новых приборов и систем, способных работать с высокой точностью и минимальной инвазивностью. Таким образом, новейшие разработки ПГУ способствуют внедрению передовых нанотехнологий в медицинскую практику, что повышает шансы на успешное лечение онкологических заболеваний.