کوانٹم ڈاٹ سینسر ٹیکنالوجی

کوانٹم ڈاٹ سینسر ٹیکنالوجی، کوانٹم کی منفرد جسمانی اور کیمیائی خصوصیات پر انحصار کرتے ہوئے، بہت سے شعبوں میں استعمال کی صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے۔ کوانٹم ڈاٹس، بطور نانوسکل سیمی کنڈکٹر کرسٹل (1 - 10 نینو میٹر)، کوانٹم قید اثر، اور خصوصی نظری اور برقی خصوصیات کی وجہ سے توانائی کی مجرد سطحیں ہوتی ہیں۔

فلوروسینس میکانزم:

1. فلوروسینس بجھانا اور بازیافت: ہدف / آئن کوانٹم نقطوں کے ساتھ تعامل کرتے ہیں ، جس سے توانائی یا الیکٹران کی منتقلی ہوتی ہے ، اور پرجوش ریاست الیکٹران غیر تابکاری کے عمل کے ذریعے زمینی حالت میں واپس آتے ہیں ، جس کی وجہ سے بجھنا پڑتا ہے۔ مثال کے طور پر، ماحولیاتی نگرانی میں، پارے کے آئن کوانٹم ڈاٹس پر سطحی گروپوں سے منسلک ہوتے ہیں، جس سے فلوروسینس بجھتی ہے۔ فلوروسینس کی شدت میں کمی کی پیمائش کرکے، پارے کے آئنوں کا ارتکاز مقداری طور پر طے کیا جا سکتا ہے۔ مخصوص حالات کے تحت یا تعامل میں خلل ڈالنے کے لیے ری ایجنٹس کو شامل کرنے سے، فلوروسینس ریکوری کو ہدف کے معیار اور مقداری تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

2. فلوروسینس ریزوننس انرجی ٹرانسفر (FRET): فلوروسینٹ کوانٹم ڈاٹس (عطیہ دہندگان) جو روشنی خارج کرتے ہیں اور روشنی کو جذب کرنے والے مالیکیولز (قبول کرنے والے) کو ایک دوسرے کے قریب لایا جاتا ہے، جس کی وجہ سے FRET ہوتا ہے۔ عطیہ دہندہ کی پرجوش ریاستی توانائی غیر تابکاری سے قبول کنندہ کو منتقل کی جاتی ہے، جو پرجوش ہو کر روشنی خارج کرتی ہے، جس سے ڈونر فلوروسینس میں کمی اور قبول کنندہ فلوروسینس میں اضافہ ہوتا ہے۔ بایومیڈیکل پتہ لگانے میں، حیاتیاتی مالیکیولز کو اکثر لیبل لگایا جاتا ہے، اور FRET مالیکیولر بائنڈنگ واقعات کا پتہ لگانا اور تعامل کے طریقہ کار کا مطالعہ کرنا ہے۔

برقی خصوصیات میں تبدیلی کا طریقہ کار: کیمیائی سینسرز میں الیکٹروڈ کی سطح پر کوانٹم ڈاٹس میں ترمیم کی جاتی ہے، ہدف گیس کے مالیکیولز کی جذب کوانٹم ڈاٹس اور الیکٹروڈ کے درمیان چارج ٹرانسپورٹ کو تبدیل کرتی ہے، جس سے الیکٹروڈ کرنٹ یا پوٹینشل میں تبدیلی آتی ہے۔ اس تبدیلی برقی سگنل کی پیمائش کرکے، ہدف گیس کا پتہ لگایا جاسکتا ہے۔

کوانٹم ڈاٹ تیاری: تیاری کے مختلف طریقے ہیں۔ کیمیائی محلول کام کرنے میں آسان ہے اور بڑی مقدار میں ترکیب کر سکتا ہے۔ درجہ حرارت، رد عمل کا وقت، ری ایکٹنٹ ارتکاز وغیرہ کو کنٹرول کرکے، کوانٹم نقطوں کے سائز، شکل اور خصوصیات کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ اعلی درجہ حرارت کے تھرمل انجیکشن کا طریقہ، جو اعلیٰ معیار کے کوانٹم نقطوں کی ترکیب کر سکتا ہے۔ مالیکیولر بیم ایپیٹیکس طریقہ انتہائی اعلی ویکیوم کے نیچے بڑھنے والے کوانٹم نقطوں کی تہوں کی تعداد اور جوہری ترتیب کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتا ہے، اعلیٰ معیار کے کوانٹم نقطوں کی تیاری کرتا ہے، لیکن سامان مہنگا ہے عمل پیچیدہ ہے۔

سطح کی تبدیلی: کوانٹم نقطوں کے استحکام، بائیو کمپیٹیبلٹی، اور مخصوص پابند کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے، سطح میں ترمیم کی ضرورت ہے۔ تمام گروپس جیسے اینٹی باڈیز، نیوکلک ایسڈز، انزائمز وغیرہ، کیمیائی ذرائع سے جڑے ہوئے ہیں۔ بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز میں، اینٹی باڈیز کے ساتھ ترمیم شدہ کوانٹم نقطے خلیات کو نشانہ بنا سکتے ہیں، اور ساتھ ہی، کوانٹم ڈاٹس کے پھیلاؤ کو بہتر بنا سکتے ہیں، جمع کو روک سکتے ہیں، اور مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھ سکتے ہیں۔

سگنل کا پتہ لگانا اور پروسیسنگ: فلوروسینس کی شدت، اور فلوروسینس لائف ٹائم کو فلوروسینس سپیکٹرومیٹر اور کنفوکل مائکروسکوپ کے ذریعے ماپا جا سکتا ہے۔ الیکٹریکل سگنلز کو الیکٹرو کیمیکل ورک سٹیشن اور فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جا سکتا ہے۔ سگنل حاصل کرنے کے بعد، شور کو دور کرنے، درست معلومات نکالنے، اور قابل اعتماد اور درست پتہ لگانے کے نتائج کو یقینی بنانے کے لیے پیچیدہ الگورتھم اور سافٹ ویئر کے ذریعے اس پر کارروائی کی جاتی ہے۔