13.06.2017, 07:15 
При участии сибирских ученых разработаны противораковые нанолазеры
При участии сибирских ученых разработаны противораковые нанолазеры
Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.
Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института неорганической химии СО РАН 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.
Этот плазмонный нанолазер складывается из резонатора - частицы золота, которая поддерживает плазмонный резонанс, и изоионной изопористой оболочки, заполненной красителем. К оболочке «пришивается» фолиевая кислота — таким образом спазер приобретает молекулярную адресность для раковых клеток и не взаимодействует со здоровыми. Когда 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.
«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», — говорит заведующий лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии СО РАН доктор физико-математических наук Александр Плеханов.
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.
«Мы изучили цитотоксичность наших спазеров на растворе с клетками рака молочной железы и выяснили: их содержание вплоть до 10 миллиграммов на миллилитр раствора (для достижения терапевтического эффекта необходимо гораздо меньше) не является опасным, — комментирует исследователь. — То есть, когда спазеры заходят в раковую клетку, они её не убивают. Но если воздействовать лазерным излучением, то она гибнет — из-за того, что образующаяся конструкция разрывает раковую клетку изнутри. В то же время они 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.
«Наука в Сибири»
Другие новости на тему
Сегодня, 09:52
День Оби отметят в Новосибирске
Впервые в истории города состоится праздник в честь самой крупной реки, протекающей через весь регион. Об этом рассказала заместитель начальника департамента культуры, спорта и молодежной политики, начальник управления культуры мэрии Новосибирска Ирина Соловьева.
38 0
Вчера, 17:59
В регионе изменится тариф на электроэнергию
Департамент по тарифам Новосибирской области 16 апреля утвердил дифференцированный тариф на электроэнергию. Изменения по оплате будут заметны со второго полугодия 2024 года. Тогда всех потребителей будут разделять на три группы: тех, кто тратит немного электричества, тех, кто тратить чуть больше и тех, кто тратит слишком много электроэнергии.
159 0
Вчера, 16:42
Стала известна программа празднования Дня Победы в Новосибирске
Апрель — месяц активной подготовки к Дню Победы. В центре Новосибирска, а также в каждом районе города проходят праздничные мероприятия. Обычно они начинаются за несколько дней до 9 мая, а непосредственно в День Победы горожан ждет основная масса событий.
119 0
Популярное
Сегодня, 09:52
День Оби отметят в Новосибирске Вчера, 17:59
В регионе изменится тариф на электроэнергию Вчера, 14:57
НГУ вошел в рейтинги по 15 предметным областям Вчера, 10:13
Пожарно-спасательной части №8 исполнилось 65 лет 17.04.2024, 20:44
ДЭУ Советского района ремонтирует дороги и наводит порядок 17.04.2024, 20:17
О предстоящем субботнике расскажут в мэрии Новосибирска 
Комментарии