诺贝尔化学奖提前遭“剧透” 量子点为纳米生物前沿技术带来希望

10月4日，诺贝尔化学奖揭晓，三位科学家蒙吉·巴文迪（Moungi Bawendi）、路易斯·布鲁斯（Louis Brus）和阿列克谢·叶基莫夫（Alexei Ekimov）因“量子点的发现和合成”共同获得这一奖项。量子点不仅可以照亮计算机显示器和电视屏幕，还被用来绘制生物组织图，例如可以帮助医生精确地切除肿瘤。

元素的性质取决于它拥有的电子数量，而当物质缩小到纳米尺寸时，就会出现量子现象。

量子点的尺寸仅有几纳米，由于这些粒子的特性由量子现象决定，因此被称为量子点。“这些粒子现在在纳米技术中非常重要。”诺贝尔化学委员会在一份声明中表示。

“量子点具有许多令人着迷且不寻常的特性，更重要的是，它们会根据大小尺寸的不同而具有不同的颜色。”诺贝尔化学委员会主席Johan Åqvist说道。

在上世纪80年代初，俄罗斯物理学家Alexei Ekimov成功地在有色玻璃中发现了由物质尺寸决定的量子效应，并证明了物质颗粒的尺寸可以通过量子效应影响玻璃的颜色；几年后，美国化学家Louis Brus证明了流体中自由漂浮的粒子尺寸也存在这种量子效应。

1993年，科学家Moungi Bawendi彻底改变了量子点的化学生产方式，产生了近乎完美的粒子，使得它们的现实应用成为可能。

中国科学技术大学合肥微尺度物质学国家研究中心副研究员袁岚峰告诉第一财经记者：“与前一天获得诺贝尔物理学奖的阿秒脉冲尚未取得广泛应用相反，量子点在电子产品等领域的应用是非常广泛的，而且它的显示效果显而易见，非常适合用来做科普展示。”

他补充道，量子点的主要意义在于能够通过改变材料的尺度来调控它的特性，好像“为元素周期表增加了一个维度”。

如今，量子点不仅在电子、能源等领域发挥作用，它的使用也成为纳米生物技术最令人兴奋的前沿领域之一。

作为生物学和医学中的荧光染料，量子点于1998年作为生物探针被引入，该技术显著促进了荧光成像在体外和体内的应用。与传统有机染料相比，量子点具有很多优点，例如量子产率高、发射角度窄且范围广等。

但这些探针的使用仍处于起步阶段，未来还需要开发更多适合特定场景的应用。例如，科学家为了在恶性细胞表面标记乳腺癌标志物Her2，成功地采用了与免疫球蛋白G和链霉亲和素缀合的量子点。

量子点在标记和检测中的成功应用鼓励了研究人员继续开发该技术，以用于治疗目的，量子点在各种疗法中也具有广泛的应用前景。

除了能够作为可追踪药物输送的标签之外，这种技术主要应用领域还包括将其用作有效的靶向药物载体输送系统。这是由于量子点拥有独特的表面和结构特性，例如均匀且尺寸可调，以及灵活的药物连接。量子点已经作为药物载体应用于小型研究动物，并被证明是药物筛选和验证的绝佳发现工具。

值得一提出的是，今年诺贝尔化学奖的名单疑似被提前“剧透”了。在名单正式公布之前，瑞典媒体Aftonbladet就已经报道，今年诺贝尔化学奖授予量子点的三位获奖者。诺贝尔委员会随后表示这是瑞典皇家科学院犯的一个“错误”，并澄清获奖者尚未确定。