Premiul Nobel pentru Chimie în 2023 – aplicații valoroase în medicină

Descoperirea și sinteza punctelor cuantice

Laureații Premiului Nobel pentru Chimie din anul 2023 sunt Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus şi Alexei I. Ekimov, datorită eforturilor lor independente, ce au dus la descoperirea și dezvoltarea punctelor cuantice. Aceste particule minuscule au proprietăți unice și își răspândesc lumina de pe monitorul laptopului, ecranul televizorului QLED și lampa cu LED-uri. Ce pot face punctele cuantice în domeniul medicinei este, însă, extrem de revoluţionar şi cu impact imens în activitatea medicilor şi mai ales a chirurgilor.

Ce sunt punctele cuantice?

Proprietățile unui element sunt guvernate, în general, de numărul de electroni. Cu toate acestea, atunci când materia se micșorează la nano-dimensiuni, apar fenomene cuantice, guvernate de dimensiunea elementelor. Laureații Nobel pentru Chimie în 2023 au reușit să producă puncte cuantice, particule atât de mici, încât proprietățile lor sunt determinate de fenomene cuantice – de mare importanță în nanotehnologie.

„Punctele cuantice au multe proprietăți fascinante și neobișnuite. Important este că au culori diferite în funcție de mărimea lor”, spune Johan Åqvist, președintele Comitetului Nobel pentru Chimie.

Descoperirea şi dezvoltarea punctelor cuantice

La începutul anilor 1980, Alexei Ekimov a reușit să creeze efecte cuantice dependente de dimensiune în sticla colorată. Câțiva ani mai târziu, Louis Brus a fost primul om de știință din lume care a demonstrat efectele cuantice dependente de dimensiune în particulele care plutesc liber într-un fluid. În 1993, Moungi Bawendi a revoluționat producția chimică de puncte cuantice, creând particule aproape perfecte. Odată atinsă această calitate superioară, punctele cuantice au putut fi utilizate în aplicații cu impact major pentru viaţa de zi cu zi şi pentru dezvoltarea medicinei.

Punctele cuantice în medicină

Biochimiștii și medicii folosesc punctele cuantice pentru a mapa țesuturile biologice în imagistica biomedicală și nanomedicină, datorită proprietăților lor optice uimitoare: luminozitate ridicată, coeficient ridicat de extincție, stabilitate ridicată împotriva fotoalbirii și semnale fluorescente.

Punctele cuantice sunt utilizate și în vizualizarea in vivo a diferitelor organe și țesuturi, pentru tratamentul diferitelor tipuri de cancer: de piele, cap și gât, limbă și sân. Chirurgii se pot baza pe punctele cuantice pentru cartografierea intraoperatorie a țesuturilor tumorale și evitarea îndepărtării inutile a țesuturilor neafectate.

De asemenea, acestea au rol de vectori de livrare a medicamentelor, datorită proprietăților lor optice interesante, care le permit trasabilitate, făcând mai facilă monitorizarea medicamentelor după administrare.