Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний, сообщает издание сибирского отделения РАН "Наука в Сибири", пишет "Интерфакс-Сибирь".
Результаты работы опубликованы в престижном научном журнале в Nature Communications.
Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии и Института неорганической химии им.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", - цитирует издание слова заведующего лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии Александра Плеханова.
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 всё 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.
