Новости науки и техники - новейшие технологии сегодня в мире
11.06.2017 0 0

Самые маленькие в мире лазеры против рака: новое изобретение


купить с доставкой



Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний.

Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института неорганической химии им. А. В. Николаева 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. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.

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.

«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 Иванович 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.

«Таким образом, мы продемонстрировали универсальные функциональные возможности спазеров в различных биологических условиях (клеточные цитоплазмы, пробирки, ткани мышей в естественных условиях) и установили, что спазеры могут служить 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», — говорит Александр Плеханов.

Сейчас исследователи работают над тем, чтобы сделать спазер, который работал бы в инфракрасной области. Тогда станет возможным улучшить некоторые показатели, например такие, как прозрачность тканей.

Источник: popmech.ru

(#Новости_науки@science_newworld)

купить с доставкой
Контакты:
Адрес: Толстого, 311-А 123115 Москва,
Телефон:+7 989-149-81-32, Электронная почта: contact@litanons.ru Новости науки и техники - Новейшие технологии сегодня в мире

Самые маленькие в мире лазеры против рака: новое изобретение
Разработаны самые маленькие в мире лазеры, эффективные против рака Разработаны самые маленькие в мире
российских и американских учёных создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических
Создан имплантат, который останавливает развитие рака Создан имплантат, который останавливает
исследователи из мичиганского университета разработали сборщик раковых клеток, появляющихся в кровотоке на ранних
Плазмонный сенсор позволяет диагностировать рак на ранних стадиях Плазмонный сенсор позволяет
новый плазмонный сенсор, разработанный специалистами из иллинойсского университета в урбане-шампейне, способен диагностировать биомаркеры многих форм
Созданы искусственные регенерирующие стволовые клетки Созданы искусственные регенерирующие
по сообщениям журнала nature communications, группа ученых из университета северной каролины совместно со своими коллегами из
Учёные создали искусственные регенерирующие стволовые клетки Учёные создали искусственные
по сообщениям журнала nature communications, группа ученых из университета северной каролины совместно со своими коллегами из
Смартфон научили диагностике рака по ДНК Смартфон научили диагностике рака по
международная группа ученых разработала мобильный микроскоп в виде насадки для смартфона, который позволяет выявлять
Самый мощный в мире лазер на свободных электронах Самый мощный в мире лазер на свободных
китайские учёные из даляньского института химической физики и шанхайского института прикладной физики разработали
Ученые указали на самый опасный вид химии Ученые указали на самый опасный вид
группа ученных выяснили какой самый опасный вид химиигруппа ученых из университета штата огайо после некоторых
В Калифорнийском институте создан робот-летучая мышь В Калифорнийском институте создан
природа – настоящая сокровищница идей для создателей роботов. на этот раз инженеры калифорнийского технологического института совместно с коллегами
Стволовые клетки могут успешно заменить умершие клетки мозга. Стволовые клетки могут успешно заменить
исследователи мюнхенского университета людвига-максимилиана, института нейробиологии имени макса планка, а также
Малоподвижный образ жизни связан с ускорением старения клеток Малоподвижный образ жизни связан
биологический возраст клеток нашего организма может быть связан с физической активностью. к такому выводу пришли
ОДНОАТОМНЫЙ КОММУТАТОР ОТКРЫВАЕТ ПУТЬ К СВЕРХЭФФЕКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ ОДНОАТОМНЫЙ КОММУТАТОР ОТКРЫВАЕТ ПУТЬ К
#технологии@science_newworldсегодня самые совершенные транзисторы имеют уровень детализации 14 нм, то есть, их мельчайшие
В Швеции разработали цветок-киборг, способный проводить электричество В Швеции разработали цветок-киборг,
группе учёных из линчепингского университета удалось синтезировать первый в мире токопроводящий жидкий полимер. с его помощью любой цветок может
Трансплантация микробиоты уменьшила выраженность симптомов аутизма Трансплантация микробиоты уменьшила
группа учёных под руководством исследователей из университета штата аризона (arizona state university) использовала новый подход
Разработан назальный спрей, способный доставить лекарства прямо в мозг сквозь все преграды Разработан назальный спрей, способный
разработали особый спрей для носа, способный проникать даже через гемато-энцефалический барьер и достигать мозга с целью доставки лекарств. метод
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.