Research press release


Nature Nanotechnology

Addressing the toxicity of quantum dots

量子ドットは、イメージングやセンシング用として生物医学研究に使用されているが、重金属成分を含んでいる場合があるため、毒性に関する懸念が高まっている。重金属を含む量子ドットを非ヒト霊長類に注射した試験的研究が、今週のNature Nanotechnology電子版に報告されている。量子ドットに急性毒性はないようだが、化学分析によって、90日後も初回投与量のほとんどが肝臓、脾臓、腎臓に留まっていることが明らかになった。したがって、これらの重金属が最終的にどうなるのかについて調べるため、また霊長類における重金属の影響や持続性を究明するため、もっと長期間にわたる研究が必要である。

過去の研究からは、重金属含有量子ドットの細胞毒性に関して相反する情報が得られてきた。つまり、細胞培養では毒性が示されたが、小動物では影響が様々であった。今回の試験的研究では、Paras N. Prasadらが、イメージングに適した濃度の量子ドット(カドミウム-セレン、カドミウム-イオウ、亜鉛-イオウ)をリン脂質ミセルに封入して、6匹のアカゲザルに注射している。


Quantum dots are used in biomedical research for imaging and sensing, but concerns have been raised about their toxicity because some constituents are heavy metals. In a pilot study, reported online in Nature Nanotechnology this week, quantum dots containing heavy metals were injected into a small number of non-human primates. Although the quantum dots seemed to cause no acute toxicity, chemical analysis revealed that much of the initial dose remained in the liver, spleen and kidneys after 90 days, suggesting that longer-term studies are needed to determine the ultimate fate of these heavy metals and their impact and persistence in primates.

Previous research gives conflicting information on the cytotoxicity of heavy-metal-containing quantum dots: in cell cultures toxicity is demonstrated but in small animals the effect is variable. In this pilot study, Paras N. Prasad and colleagues injected six rhesus macaques with cadmium-selenium, cadmium-sulphur and zinc-sulphur quantum dots that had been encapsulated in phospholipid micelles, at concentrations suitable for imaging techniques.

The results suggest that acute toxicity of these quantum dots in vivo might be minimal, as indicated by the fact that blood and biochemical markers remained within the normal range during the experiment, and histology of major organs after 90 days showed no abnormalities. Further studies will be needed to determine their longer-term effect.

doi: 10.1038/nnano.2012.74

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