09 июня 2017 | 20:04

Ученые разработали самые маленькие в мире лазеры для борьбы с раком

Раковые клетки. Фото: Wellcome Collection

Ученые из США и России разработали мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), применение которым найдется в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Об этом сообщает Вести.RU, ссылаясь на издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".

ПОДЕЛИТЬСЯ
Иконка комментария блок соц сети

Ученые из США и России разработали мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), применение которым найдется в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Об этом сообщает Вести.RU, ссылаясь на издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".

Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН и Университета штата Джорджия (США) разработали 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.

Реклама
Реклама

Этот плазмонный нанолазер складывается из нескольких составляющих: резонатора, представляющего собой частицу золота, которая поддерживает плазмонный резонанс, и изоионной изопористой оболочки, заполненной красителем (в данном случае - уранином, он излучает в области 520 - 530 нанометров, что совпадает с плазмонным резонансом золотой наночастицы, хорошо растворим в воде и физиологическом растворе, благодаря чему широко используется в медицине). К оболочке "пришивается" фолиевая кислота - таким образом спазер приобретает молекулярную адресность для раковых клеток и не взаимодействует со здоровыми.

Когда эти плазменные нанолазеры вводятся в организм, сначала они поодиночке или небольшими группами скапливаются на границе мембраны раковой клетки. А затем, после десятиминутной выдержки, проникают в цитоплазму. При этом они нагреваются, и их становится легко визуализировать с помощью различных оптических методов.

Спазеры могут не только визуализировать раковые клетки, но и убивать их. При значительном превышении порога генерации излучения, за счёт 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 более низких, чем указано в стандартах лазерной безопасности.

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.

"Мы продемонстрировали универсальные функциональные возможности спазеров в различных биологических условиях - клеточные цитоплазмы, пробирки, ткани мышей в естественных условиях - и установили, что спазеры могут использоваться в качестве малотоксичных зондов с молекулярной специфичностью и высокой спектральной яркостью, которой невозможно достичь с помощью квантовых точек. Удалось показать эффективность плазмонных нанолазеров как фототепловых и фотоакустических контрастных средств диагностики и терапии", - заключает заведующий лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Плеханов.

Вопрос от редакции
Что вы об этом думаете?
news135
Отправить
Комментарии проходят модерацию редакцией
Показать комментарии

Читайте также
Реклама
Реклама
Join Telegram Последние новости
Лого TengriNews мобильная Лого TengriSport мобильная Лого TengriLife мобильная