Нанотехнологиялар


де Бройль толқын ұзындығы - бөлшектердің толқындық



Pdf көрінісі
бет80/172
Дата08.02.2023
өлшемі4,68 Mb.
#167987
1   ...   76   77   78   79   80   81   82   83   ...   172
Байланысты:
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР

де Бройль толқын ұзындығы - бөлшектердің толқындық
және корпускулалық қасиеттерінің сандық қатынасының өлшемі.
Егер бөлшектің Е энергиясы және р=тV импульсі болса, онда оны-
мен жиілігі V= Е/һ және ұзындыгы X=һ/р=һ/тV болатын толқын
байланысты.
Бұл шектеу энергия деңгейін және кванттық шығуды (яғни 
сәулеленудің бір фотонын жұтқан кездегі оқиғалар саны) анықтайды. 
Кванттық нүктелер квантты компьютерлердің элементі - кубиттердің 
рөлін атқара алады.
Квант тық нүкте - бұл 10 нм-ден көп емес аймақта және
құрамында өткізгіш электрондары бар барлық үш кеңістіктік
өлшемдері бойынша шектелген өткізгіш немесе жартылай
өткізгіштің фрагменті.
Кванттық нүктелерді, атомдар сияқты тек қазіргі заманғы 
спектроскопиялық және микроскопиялық әдістердің көмегімен ғана 
зерттеуге болады. Белгілі өлшемдегі кванттық нүктелердің өзіне сай 
түсі болады, және өте кішене өлшеміне қарамастан, оларды осы түсі 
бойынша (әрине, жеке емес, жеткілікті жинақталған күйде) байқауға 
болады.
Кванттық нүкте үлкен болған сайын, оның сәулелену спектрі 
электромагниттік сәулеленудің барлық спектрінің көрінетін бөлігінің 
қызыл аймағына жақын, ал ол неғұрлым кіші болса, оның сәулелену 
спектрі көк аймағына жақын орналасады. Кейбір ғалымдар кванттық


нүктенің пішіні сол сияқты оның түсіне әсер етеді деп есептейді, 
бірақ нақты қорытындылау үшін осы тәуелділікте қосымша зерттеу- 
лер жүргізу талап етіледі.
Биологиялық маркерлер
Кванттық нүктелердің тағы бір маңызды қолданысы олардың 
флуорофорлар, яғни флуоресцентті спектроскопия көмегімен, қатерлі 
ісікті анықтау үшін флуоресцентті билогиялық маркерлер ретінде 
қолданылуымен байланысты.
Жоғарыда айтылып кеткендей, квантты нүктелердің өлшемін 
реттей отырып, оның сәулеленуінің толқын ұзындығын реттеу- 
ге болады. Осындай тетіктің көмегімен дәрігерлер мен ғалымдар 
кванттық нүктелерді белгілі мақсаттар үшін жөнге келтіруді үйренді. 
Мысалы, олар жасуша ішіндегі мембраналар арқылы осындай 
биологиялық маркерлердің өтуін белгілейді (бұл құбылыс 6-тарауда 
толығырақ сипатталады). Ұқсас маркерлер ешқашан түссізденбейді, 
яғни олар белгілі бір толқын ұзындығы бар сәулелену қабілеттерін 
жоғалтпайды. Бұл қасиеті жасуша ішіндегі механизмдерді табуға ты- 
рысатын ғалымдардың жұмысын жеңілдетеді.
Қазіргі 
уақытта 
биологиялық 
маркерлер 
ретінде 
органикалық бояғыштар қолданылады. Алайда бейнелеудің жаңа 
технологияларының пайда болуына байланысты органика негізінде 
жасалған бұрынғы биологиялық маркерлер кванттық нүкте негізіндегі 
жаңа маркерлермен алмастырылып жатыр. Кванттық нүктелердің 
негізіндегі биологиялық маркерлер жоғары жарықтылыққа (квант 
шығымының үлкен мәнінің арқасында) және тұрақтылыққа ие.
Қазіргі кезде ғалымдар кадмий сульфиді мен кадмий селениді 
негізіндегі сфералық нанокристалдарды зерттеуде. Мұндай нанокри- 
сталдар өзінің өлшеміне байланысты әртүрлі түсті жарықты шығаруға 
қабілетті. Міне нақ осы нанокристалдар флуоросцентті биологиялық 
маркерлер ретінде қолданылады. Конфокальді микроскопияда нысан 
биологиялық маркерлердегі флуоросцентті сәулеленуге себепкер бо- 
латын фотондармен сәулеленеді.
Нанокристалдарды қан тамырларының бейнеленуі мен іп 
уіуо
режімінде дәрі-дәрмекті тасымалдау үшін пайдалану ыңғайлы. 
Дәл осы үшін оларды Сан Диегодағы (АҚШ) Калифорния шта­
ты универсиетіндегі Мария Акерман (Магіа Акегтап), Уоррен Чан


(^аггеп Сһап) және Эркки Руослахти (Егккі Клозіаһіі) пайдаланған. 
Олар өкпе пептидтерімен жабылған нанокристалдар тышқандардың 
өкпе ұлпаларын бейнелеуге көмектесетіндігін көрсетті.
Сонымен қатар, басқа пептидтері бар нанокристалдар қатерлі 
ісіктің қан және сөл тамырларының жолдарын бейнелеуге мүмкіндік 
берді.
Бұл нәтижелер нанобөлшектердің тек бейнелеуге ғана емес, со- 
нымен қатар, дәрі-дәрмектерді жоғары дәлдікпен қажетті орнына 
тасымалдауға қолданылатынын көрсетті.
Дәрігерлерге кейбір жасушалардың көбеюін зерттеу үшін әртүрлі 
биологиялық маркерлердің комбинациясын қолдануға тура келеді. 
Кейбір өлшеулер үшін сәулеленудің бірнеше түстерін талдау қажет, 
бұл қарапайым органикалық бояғыштарды қолданған кезде техника- 
сы жағынан қиын. Жаңа нанотехнологиялар негізіндегі биологиялық 
маркерлер осы мәселелерді жеңіл және тез шешуге мүмкіндік береді.
Бейнелеудің жаңа әдістері ғалымдар мен дәрігерлерге диагно­
стика мен қатерлі ауруларды емдеудің жаңа тәсілдерін ойлап табуға 
көмектеседі. Мысалы, ішкі мүшелерінің жарақаттары мен аурула- 
рын бейнелеумен емдеу үшін ультракүлгін жарықтандырғышы бар 
талшықты-оптикалық зондтарды қолдануға болады. Сонымен қатар, 
осындай әдістер қиын қолжетерлік орындардан, мысалы, ядролық ре- 
акторлардан немесе өндірістің қауіпті қалдықтарынан уытты ластану- 
ларды бағдарлауға және шығаруға қажет болады.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   76   77   78   79   80   81   82   83   ...   172




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет