Новости 9 июня 2017 г. 05:16

Американские и новосибирские ученые разработали самые маленькие в мире лазеры для диагностики и лечения рака

Новосибирск. 9 июня. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний, сообщает издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".

Результаты работы опубликованы в престижном научном журнале в Nature Communications.

Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии и Института неорганической химии им.А.В.Николаева (оба - Новосибирск) и Университета штата Джорджия (США) разработали самый маленький 22-нанометровый спазер, способный генерировать когерентное оптическое излучение непосредственно внутри живых клеток и тканей организма.

"Его предлагается использовать в качестве сверхъяркого водорастворимого биологически совместимого зонда", - говорится в сообщении.

Нанолазер состоит из резонатора, представляющего собой частицу золота, которая поддерживает плазмонный резонанс, и специальной оболочки, заполненной красителем.

К оболочке "пришивается" фолиевая кислота, и спазер приобретает молекулярную адресность для раковых клеток и не взаимодействует со здоровыми.

Когда эти нанолазеры вводятся в организм, сначала они поодиночке или небольшими группами скапливаются на границе мембраны раковой клетки и после десятиминутной выдержки, проникают в цитоплазму.

При этом они нагреваются, и их становится легко визуализировать с помощью различных оптических методов.

"Мы продемонстрировали режим генерации, связанный с формированием вокруг этого спазера динамического нанопузырька, что приводит к гигантскому лазерному эффекту с интенсивностью излучения в 100 раз большей и спектральной шириной раз в 30 уже, чем для квантовых точек", - цитирует издание слова заведующего лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии Александра Плеханова.

Отмечается, что спазеры могут не только визуализировать раковые клетки, но и убивать их.

"При значительном превышении порога генерации излучения, за счет того, что металлическая сердцевина поглощает его, вокруг плазмона образуется нанопузырек пара, который и разрушает опасную клетку - сначала цитоплазму, потом мембрану. Причем всё это работает при энергиях даже ниже, чем требуется по стандартам лазерной безопасности", - говорится в сообщении.

В то же время спазеры не реагируют на нормальную клетку, независимо от того, есть там лазерное излучение или нет.

Диагностический потенциал спазеров продемонстрирован и в опытах с раствором раковых клеток, и в экспериментах на мышах - отмеченные раковые клетки в токах крови и лимфы отлично видны через живую ткань.

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы сделать спазер, который работал бы в инфракрасной области.

Читайте нас в
  • ya-news
  • ya-dzen
  • google-news
Показать еще