Gold Punkte zeigen, versprechen als biologische Sonden

Ein bisschen haben Forscher wie modernen Alchemisten "künstliche Atome" gemacht, aus Gold, die in eine ganze Reihe von verschiedenen Farben leuchten.

Robert Dickson vom Georgia Institute of Technology und seine Kollegen haben eine neue Klasse von Quantenpunkten von Clustern von Goldatomen synthetisiert. Ihre geringe Größe und Wasserlöslichkeit machen diese winzigen gold-Nuggets ideale Kandidaten für eine biologische Kennzeichnung System, das mehrere Moleküle in lebenden Zellen verfolgen konnten.

Ein Quantenpunkt ist eine Art von atomaren Konfiguration, die Elektronen in einem Potentialmulde corrals. Die Elektronen hüpfen in dieser kleinen Box, aber nur bei bestimmten Energien - ähnlich wie was geschieht mit den Elektronen eines Atoms umschwirrt.

Dickson und seine Mitarbeiter ausgewählte gold-Cluster, die stark fluoreszierende waren, d.h. sie absorbiert Licht bei einer Frequenz an einem anderen emittiert.

In der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters, die Wissenschaftler vorgestellten Punkte mit 5, 8, 13, 23 und 31 Goldatome emittieren die, bzw. im ultravioletten, blau, grün, rot und Infrarot-Licht.

In der Regel Quantenpunkte sind aus Halbleitermaterial, aber Gold ist ein Metall und ein guter elektrischer Leiter. Metall Quantenpunkte sind erheblich kleiner als ihre Halbleiter-Pendants, die neigen, Hunderte bis Tausende von Atomen haben.

Aufgrund ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften finden Quantenpunkte zukünftige Anwendungen wie Laser und Detektoren. Forschung untersucht auch die Möglichkeit der Kennzeichnung von Proteinen und anderen Molekülen mit Punkten, in biologischen Prozessen zu folgen.

Derzeit sind die meisten dieser so genannten "biologischen Etiketten" von organischen Farbstoffen und Proteine von Quallen und Glühwürmchen gemacht.

"Organische Farbstoffe sind eine viel weiter entwickelten Technologie", sagte Dickson.

Jedoch strahlen natürliche Moleküle Licht über eine Vielzahl von Frequenzen, die verschiedene Etiketten in einer einzigen Einstellung unterscheiden erschweren kann. Quantenpunkte emittieren über eine viel engere Bande, so dass mehrere Etiketten gleichzeitig genutzt werden können. Sie neigen auch zu mehr als natürliche Moleküle fluoreszieren.

Der Vorteil, dass Metall Punkte über Halbleiter sind ist ihre kleinere Größe.

"Halbleiter Punkte sind groß - vergleichbar mit einige der Proteine, die sie verwendeten, Label," Dickson sagte. Mit einem großen Punkt "auf jeden Fall kann beeinflussen die Funktion des Proteins," sagte er.