Нанолазер против клеток рака

№ 23(1057), 14.06.2017 г.
Новосибирск
Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний
Новосибирск Результаты работы опубликованы в престижном научном журнале в Nature Communications. Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии, Института неорганической химии имени 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», — рассказал заведующий лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии Александр Плеханов.
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 все 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.
 

Другие материалы рубрики:

  • Операция на большой палец

    Команда хирургов восстановила кисть правой руки 17-летней томичке в рамках благотворительной акции помощи «Улыбнись»

  • Физиолечение придет на село

    Департамент здравоохранения Томской области разработал сетевой график по повышению доступности медицинской помощи в районах