Aktualności

Systemy laserowe w tworzeniu nanocząstek złota do zastosowań medycznych

Kształtowanie nanometrycznych cząstek złota – wielkości milionowych milimetra – w celu poprawy ich właściwości w biomedycynie i fotonice stało się możliwe dzięki specjalnemu systemowi laserowemu w pracy wykonanej na Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Badania, prowadzone wraz z naukowcami z Universidad Politécnica de Madrid, nie tylko ukazują rekordową jakość optyczną, w której miliardy nanocząstek złota zachowują swoje indywidualne właściwości, ale wprowadzają nowy sposób manipulowania i ulepszania nanomateriałów, wykorzystując lasery.

„Używając ultraszybkich laserów, których impulsy są bardzo intensywne, ale niezwykle krótkie (rzędu miliarda trylionowych błysków na sekundę), osiągnęliśmy światowy rekord w jakości optycznej, gdzie wszystkie otrzymane kształty cząstek zachowują się jak klony wielkości nano” – wyjaśnia Andrés Guerrero Martínez, badacz programu Ramón y Cajal na Wydziale Nauk Chemicznych UCM. Badanie dostarcza fizycznych i chemicznych wskazówek niezbędnych do zrozumienia i kontroli nanomateriałów uważanych za „doskonałe” z optycznego punktu widzenia.

„W ciągu ostatnich piętnastu lat próbowaliśmy uzyskać identyczne nanocząsteczki, dzięki czemu wszystkie one miałyby ten sam kolor. W tej pracy skupiliśmy się na wykorzystaniu nanoprętów złota, w których minimalne zmiany ich długości lub szerokość powodują znaczące zmiany w kolorze światła, które absorbują”, mówi Luis Liz Marzán, dyrektor naukowy CIC biomaGUNE i badacz w programie Ikerbasque.

Zastosowanie takich nanocząsteczek polega na ich zdolności do absorbowania i odbijania światła określonego koloru w niezwykle skuteczny sposób. Tak zwane efekty plazmoniczne dają właściwości optyczne, których nie można osiągnąć za pomocą metali o większych wymiarach, nawet w skali milimetrowej. Te właściwości można wykorzystać w przypadku aplikacji, które w wielu przypadkach nie były możliwe do tej pory. W medycynie, nie tylko odbijanie światła przez cząstki może być używane do diagnozowania chorób, ale ich właściwości pochłaniania światła mogą być również wykorzystywane do indukowania uwalniania ciepła, na przykład do leczenia nowotworów w sposób zlokalizowany, minimalizując w ten sposób zwykłe efekty uboczne obecnych terapii.

Kolejną nowością tej pracy jest zastosowanie ultraszybkich laserów do kształtowania geometrii cząstek i udoskonalania ich właściwości. Ponadto, aby zrozumieć chemiczną i fizyczną naturę procesu kształtowania, zastosowano standardowe techniki charakteryzacji (spektroskopia i mikroskopia elektronowa), a także nowe modele teoretyczne i zaawansowane techniki symulacji komputerowych.

Według Ovidio Rodríguez Peña, naukowca z UPM, „wykazanie tego celu i wyjaśnienie procesów, które na to pozwalają, stanowią zmianę paradygmatu, który może otworzyć nowe drogi rozwoju nanomateriałów o ulepszonych właściwościach i zastosowaniach”.

Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171103105700.htm

Podobne artykuły

Innowacyjna nanomaszyna DNA może zrewolucjonizować powolne, niewygodne i drogie procesy wykrywania przeciwciał, co usprawni diagnostykę chorób zakaźnych i autoimmunologicznych, np. reumatoidalne zapalenie stawów i AIDS.
Odkryte przez naukowców z Imperial College London nanocząstki wykazują zdolność do wzmacniania wydajności obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Możliwe jest to dzięki pokryciu nanocząstek białkiem zdolnym do lokalizacji specyficznych sygnałów wyciszanych przez guz. Białko wchodząc w interakcję...