在当下医学与材料科学的交汇点,有一道“隐形的光”正悄然改变疾病诊断和治疗的方式。近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)荧光成像技术因其能够“看穿”人体深层组织而备受瞩目,成为科学家们探索生物医学奥秘的重要工具。而其中,硫系银量子点(如Ag₂S、Ag₂Se、Ag₂Te)凭借其灵活的发光特性和良好的生物相容性,正逐渐成为该领域的主角,不仅推动了高精度成像技术的发展,更为癌症等重大疾病的诊断与治疗提供了崭新的解决方案。
近红外二区:超越可见光的成像技术
传统的光学成像大多局限于可见光范围,但由于组织散射和吸收的限制,往往难以深入探测人体内部。而NIR-II光波段则不同,它可以“穿透”更深层的组织,同时有效避免体内自身荧光的干扰。这使得NIR-II荧光成像能够清晰地捕捉到深部组织的细微结构,甚至实现微小血管和脑部神经的高分辨率成像。
硫系银量子点是这一领域的重要“探针”。例如,Ag₂S量子点不仅能实现优异的NIR-II荧光成像,还能通过结构设计实现光热治疗和磁共振成像等功能的整合,成为癌症诊疗的潜在利器。
制备之道:高性能量子点的诞生
硫系银量子点的制备方法多种多样,既能满足生物相容性的需求,又能优化光学性能。例如,水相法以其温和的反应条件和高重复性被广泛采用,制备出的量子点具有良好的荧光稳定性和尺寸均一性,非常适合生物成像。而近年来,光诱导合成法也备受关注,这种方法能够精准控制量子点尺寸,进一步提高其荧光量子产率。例如,2021年一项研究通过光诱导法制备出的Ag₂S量子点,荧光发射峰值达1280 nm,量子产率高达2.02%,显示出惊人的性能。
此外,仿生法的出现为硫系银量子点注入了更多的可能性。通过将天然分子(如环糊精)引入合成体系,制备出的量子点不仅生物相容性更好,还展现出在全身血管成像中的优越表现。
应用探索:从诊断到治疗
生物成像的突破
在生物成像领域,硫系银量子点已经展示出强大的潜力。NIR-II波段的深度穿透性使得科学家能够在非侵入条件下对小鼠脑血管进行成像,甚至捕捉到60 μm的小血管。这种精确的成像能力为心脑血管疾病的早期诊断提供了全新工具。
此外,通过合理设计量子点结构,可以实现发射波长的精准调控。例如,Ag₂Te量子点的发射波长从950 nm延展至2100 nm,这一特性极大地拓展了其在活体成像中的应用范围。
癌症诊疗的潜力
癌症的诊断和治疗一直是医学难题,而硫系银量子点提供了一个“一站式”解决方案。借助NIR-II荧光成像的高分辨率和高灵敏度,医生可以更早发现肿瘤位置。同时,这些量子点还可以通过光热效应有效杀灭癌细胞。例如,当量子点吸收光能后会转化为热能,从而实现对肿瘤组织的精确治疗。
更重要的是,硫系银量子点还可整合多模态成像技术,如磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT),形成一个集诊断与治疗于一体的“全能选手”。
在小小的硫系银量子点中,隐藏着改变医疗未来的巨大潜力。从帮助科学家“看穿”人体深层组织,到为癌症诊断和治疗提供更高效的解决方案,这些近红外二区的光点正逐步突破传统医学的界限。作为一家专注于先进材料的企业,中新康明不仅提供量子点产品,还致力于量子点的定制化开发与应用拓展。凭借对材料定制的深厚经验,公司能够根据用户需求生产出性能稳定、适用于不同生物场景的各种量子点,为科学研究和临床转化提供坚实支撑。