西北大學的化學家使用可見光和極小的納米粒子來快速，簡單地制造與許多用于藥物開發的先導化合物相同級別的分子。

由光驅動下，納米粒子催化劑進行化學反應，具有非常特殊的化學產品- 分子不只是有正確的化學式，但也有其原子在空間的具體安排。催化劑可以重新用于其他化學反應。

半導體納米粒子被稱為量子點-很小，以至于它們只有幾納米。但是小尺寸就是力量，為材料提供了誘人的光學和電子特性，而這在更大的長度范圍內是不可能的。

領導這項研究的艾米麗·魏斯(Emily A. Weiss)說：“量子點的行為比金屬納米粒子更像有機分子。” “電子被壓縮到一個很小的空間中，以使它們的反應性遵循量子力學的規則。我們可以利用它以及納米粒子表面的模板作用。”

這項工作是由《自然化學》雜志最近發表的，它是首次將納米顆粒的表面用作光驅動反應(稱為環加成反應)的模板，該反應是制備非常復雜的，具有潛在生物活性的化合物的簡單機制。

魏斯說：“我們使用納米顆粒催化劑，通過簡單的一步反應即可獲得所需的一類分子，即四取代的環丁烷，這種反應不僅可以高產率地生產分子，而且具有與藥物開發最相關的原子排列。” 。“這些分子很難以任何其他方式制造。”

Weiss是Weinberg文理學院的Mark and Nancy Ratner化學教授。她擅長控制量子點中的光驅動電子過程，并使用它們以前所未有的選擇性執行光驅動化學反應。

納米粒子催化劑利用可見光中的能量來活化其表面上的分子，并將它們融合在一起，從而形成可用于生物應用的較大分子。然后，較大的分子容易從納米顆粒上脫離，釋放出納米顆粒以在另一個反應循環中再次使用。

在他們的研究中，Weiss和她的團隊在溶液中使用了由半導體硒化鎘和各種稱為烯烴的起始分子制成的三納米納米顆粒。烯烴具有形成環丁烷所需的核心碳-碳雙鍵。

該研究的標題為“由量子點光催化的區域和非對映選擇性分子間[2 + 2]環加成”。