人造蛋白催化室溫下生成穩定量子點

美國普林斯頓大學研究人員在最新一期《美國國家科學院院刊》上發表論文稱，他們首次利用實驗室合成的蛋白質，在室溫下製造出了硫化鎘（CdS）量子點，這些奈米材料可廣泛應用於從發光二極體顯示屏到太陽能電池板等諸多領域，這一成果有助以更可持續的方式製造奈米材料。

研究負責人之一、化學教授邁克爾·赫克特解釋稱，量子點通常在高溫、有毒環境中製造而成，且需昂貴溶劑。在最新研究中，他們首次借助人造蛋白作為催化劑，以水作為溶劑，在室溫下得到了穩定的量子點。

赫克特團隊使用蛋白ConK來催化反應。2016年，研究人員首次從一個大型蛋白質組合庫中分離出ConK，儘管它仍由天然氨基酸組成，但其序列與天然蛋白大相徑庭。在最新研究中，ConK將半胱氨酸分解成幾種産物，包括硫化氫。硫化氫充當活性硫源，並與金屬鎘發生反應，使他們最終得到了CdS量子點。

研究人員表示，量子點“體型嬌小”，擁有非常有趣的光學特性。它們易於吸收光，並將光轉化為化學能，因此可用於製造太陽能電池板或光電感測器；它們還能發射特定波長的光，適合製作發光二極體顯示屏；而且它們由約100個原子組成，直徑僅為2奈米，所以能穿透一些生物屏障，有望在醫學和生物成像領域大顯身手。

研究人員稱，最新製造過程還可調整奈米粒子的大小，這決定量子點發出光線的顏色，為標記生物系統中的分子提供了可能，比如在體內對癌細胞進行標記。

不過，研究人員也指出，最新方法研製出的量子點品質還不高，但可通過調整合成方式提高品質。例如對蛋白質進行工程設計，讓其能以不同方式影響量子點的形成，從而提高量子點的品質。