雖然肉眼不可見,但在紅外光下會發(fā)光━━━━我記得自己有一本褪了色的黃色小本子,大約有一個錢包那么大,過去我母親會在醫(yī)生辦公室拿出來,記錄我的疫苗接種情況。今天,護士用電子健康記錄記載我孩子的疫苗接種情況,這些記錄可能會跟隨他們到成年。為了根除小兒麻痹癥或麻疹等疾病,醫(yī)護工作者需要知道誰在何時接種了疫苗。然而,在一些發(fā)展中國家,疫苗接種記錄并不完全,在某些情況下,甚至沒有?,F(xiàn)在,麻省理工學(xué)院的一個生物工程師團隊開發(fā)出一種在皮下保存隱形疫苗接種記錄的方法。通過一個微針片將生物相容性量子點嵌入皮膚,可在近紅外光下發(fā)出熒光,從而形成一個發(fā)光痕跡,至少在接種疫苗5年后還可以檢測到。這項工作發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上,并得到了比爾和梅琳達?蓋茨基金會的資助。麻省理工學(xué)院科赫癌癥綜合研究所的研究科學(xué)家安娜?雅克列內(nèi)克(Ana Jaklenec)說:“一開始,我們考慮使用肉眼看不見的染料,同時又要具有持久性強和檢測成本低的優(yōu)勢?!焙髞硭吐槭±砉W(xué)院的羅伯特?蘭格(Robert Langer)一起想出了一個方案:量子點。量子點是一種微小的半導(dǎo)電納米粒子,直徑從2納米到10納米不等,具有獨特的化學(xué)和物理性質(zhì)。值得注意的是,它們吸收一種波長的光,并高效地將其轉(zhuǎn)換為另一種波長的光。人們正在研究量子點作為生物傳感器和探針的醫(yī)學(xué)用途,以及在太陽能電池板、顯示器和電視中的商業(yè)應(yīng)用。
為了創(chuàng)造一種安全持久、可注入皮下的染料,科學(xué)家們放棄了具有毒性的傳統(tǒng)鉛或鎘量子點,轉(zhuǎn)而研制了一種具有銅芯及鋁和硫化鋅外殼的納米粒子,這些粒子在皮膚中安全穩(wěn)定,且抗日曬,不容易褪色,雅克列內(nèi)克說。將這些量子點裝入微針片(一個帶微小的針頭陣列的方形貼片),納米粒子會由針頭按設(shè)定的圖形植入皮膚中,然后溶解。科學(xué)家們將這種貼片應(yīng)用在實驗大鼠的皮膚上,用一個帶有濾光片的改裝智能手機檢測近紅外光。應(yīng)用9個月后(實驗結(jié)束時),量子點信號仍然很強,可在實驗大鼠體內(nèi)的檢測到,且對實驗大鼠無副作用。研究小組還將這些貼片應(yīng)用于不同膚色的豬和人類尸體皮膚。即使經(jīng)過仿效5年日曬的模擬以后,這些量子點發(fā)出的光仍然是穩(wěn)定可測的。最后,研究人員將量子點和脊髓灰質(zhì)炎疫苗一起給實驗大鼠接種,發(fā)現(xiàn)這種染料并不會干擾疫苗,實驗大鼠仍然產(chǎn)生了保護性免疫反應(yīng)。
雅克列內(nèi)克表示,該小組目前正在研究一種方法,將接種日期等數(shù)據(jù)編碼到量子點陣列中。該小組還計劃開展一項研究,預(yù)計將于2020年開始,對孟加拉國、肯尼亞和馬拉維的人口進行調(diào)查,了解這種方法如何以及在什么地方最有用,還有家長們是否愿意參與。
但是,在量子點得到實際應(yīng)用之前,還必須對嚙齒類動物和人進行毒理學(xué)研究實驗,證明該技術(shù)的長期安全性?!叭绻Y金到位,這可能在未來一到兩年進行。”雅克列內(nèi)克說。雖然雅克列內(nèi)克和她的團隊正在開發(fā)的量子點技術(shù)是用于醫(yī)療用途,但她承認,可能還有其他商業(yè)市場:當人們聽說這項技術(shù)時,他們經(jīng)常會詢問能否做一個隱形文身。
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