Смертельні промені крихітних спазеров будуть вбивати ракові клітини

Оточення ракової пухлини безліччю мініатюрних лазерів, здатних вражати своїм світлом хворі клітини, може стати одним із способів боротьби з онкологічними захворюваннями. Саме такий спосіб був розроблений групою австралійських дослідників, які замість лазерів запропонували використовувати так звані спазеры, в конструкції яких використані вуглецеві нанотрубки і які посилюють світ за допомогою плазмонів, що виникають при певних умовах на поверхні деяких металів.

Плазмоны – це коливання хмар вільних електронів, що виникають на поверхні певних металів в моменти, коли фотони падають на цю поверхню. За весь час досліджень цих об’єктів вчені з’ясували, що можна спроектувати таке наноустройство, на поверхні якого плазмоны будуть розгойдувати самі себе, посилюючи світло майже так само, як це відбувається в резонансному обсязі лазера.

І результат коливань плазмонів виходить приблизно таким же, як і результат коливань фотонів в лазері – наноустройство також випромінює когерентний монохроматичне світло.

«Спазер – це практично теж саме, що і лазер» – розповідає Чанэка Рупэзинг (Chanaka Rupasinghe), студент-випускник з університету Монаша (Monash University), що знаходиться поблизу Мельбурна, Австралія. Рупэзинг і його керівник, професор Мэлин Премаратн (Malin Premaratne), представили свою ідею на конференції IEEE за фотоніці, яка проходила нещодавно в Лос-Анджелесі.

Перші спазеры, створені вченими, являють собою золоті наночастинки, оточені кварцової оболонкою, сполучені нанопроводниками з сульфіду кадмію з срібним підставою.

Спазеры ж, використовувані для боротьби з клітинами злоякісних пухлин, мають абсолютно іншу конструкцію, їх структура складається з графену і вуглецевих нанотрубок.

Вуглецева нанотрубка спазера поглинає енергію світла від окремого зовнішнього джерела лазерного світла. Ця енергія передається поверхневого плазмону, що знаходиться на розташованому поруч шматочку графену і ця зв’язка створює ефект спазера. Накачуючи спазер світлом з довжиною хвилі в 1200 нанометрів, можна змусити його излучат світло з довжиною хвилі 1700 нанометрів. Крім цього, завдяки високій механічній міцності вуглецевої нанотрубки і графенової плівки, конструкція спазера сама по собі має високу міцність, зберігаючи при цьому гнучкість, стійкість до тепла і впливів хімічно активних речовин.

Розробивши конструкцію спазера, дослідники задалися метою застосувати його в якості заміни наночастинок, які вже використовувалися для лікування раку в якості контейнерів для транспортування лікарських препаратів. На поверхню нанотрубок і графена були нанесені деякі біологічно активні речовини, які привернуть їх в район ракової пухлини. І, потрапивши в це місце, нанотрубки і графен методом самозбірки перетворюються у безліч спазеров.

Огорнувши «ковдрою» спазеров клітини ракової пухлини і накачавши спазеры світлом лазера з довжиною хвилі від 1000 до 1350 нанометрів, який проникає крізь живі тканини на глибину декількох сантиметрів, дослідники добилися виробництва різких концентрованих ударів високої температури від посиленого світла, що виробляється спазерами. І, згідно з розрахунками, проведеними за допомогою математичних моделей, для руйнування клітин ракової пухлини невеликих розмірів буде потрібно всього один-два теплових удару.

На жаль, нікому з учених ще не вдавалося створювати самособирающиеся графено-нанотрубочные спазеры, не кажучи про їх використання в якості безпечного та ефективного методу лікування раку.

«Ми, в основному, займаємося теоретичними дослідженнями і проводимо масу математичних моделювань» – розповідає професор Мэлин Премаратн, – «Але вже є натяки на те, що деякі зацікавлені організації спробують реалізувати нашу ідею, в результаті чого люди можуть отримати ще одна зброя в арсеналі засобів боротьби з раком та іншими онкологічними захворюваннями».

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *