Автор AZoNano 11 июня 2021 ]

Прорыв в метаматериалах: впервые в мире исследователи из Тель-Авивского университета разработали инновационную нанотехнологию, которая превращает прозрачную наночастицу кальцита в сверкающую частицу, похожую на золото. Другими словами, они превратили прозрачную частицу в частицу, которая видима, несмотря на ее очень маленькие размеры. По мнению исследователей, новый материал может служить платформой для инновационных методов лечения рака.

В новой статье, опубликованной в Advanced Materials международная группа ученых, координируемая доктором Романом Носковым и доктором Павлом Гинзбургом из инженерного факультета Иби и Аладара Флейшман в Тель-Авивском университете, проф. Дмитрий Горин из Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий (Сколтех) и доктор Евгений Ширшин из MV Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова представил концепцию биологически чистой доставки оптических резонансов с помощью мезоскопического метаматериала, материала со свойствами, которые не встречаются в природе. Этот подход открывает многообещающие перспективы для многофункциональности биомедицинских систем, позволяя использовать одну созданную дизайнером наночастицу для зондирования, фототермической терапии, фотоакустической томографии, биовизуализации и адресной доставки лекарств.

«Эта концепция является результатом междисциплинарного мышления на стыке физики метаматериалов и биоорганической химии, направленного на удовлетворение потребностей наномедицины. Мы смогли создать мезоскопический субмикронный метаматериал из биосовместимых компонентов, которые демонстрирует сильные резонансы Ми, покрывающие спектральное окно ближнего инфракрасного диапазона, в котором биологические ткани прозрачны », говорит д-р Роман Носков.

Наноструктуры, способные локализовать свет в нанометровом масштабе, а также выполнять несколько функций, очень желательны во множестве биомедицинских приложений. Однако биосовместимость обычно представляет собой проблему, поскольку разработка оптических свойств часто требует использования токсичных соединений и химикатов. Исследователи решили эту проблему, используя золотые наночастицы и пористые сферолиты фатерита (карбоната кальция), которые в настоящее время считаются многообещающими средствами доставки лекарств. Этот подход включает контролируемое введение золотых наночастиц в каркас из ватерита, в результате чего образуется мезоскопический метаматериал – золотой ватерит, резонансные свойства которого можно широко настраивать, изменяя количество золота внутри ватерита. Кроме того, высокая грузоподъемность сферолитов ватерита позволяет одновременно загружать как лекарства, так и флуоресцентные метки. Чтобы проиллюстрировать работу своей системы, исследователи продемонстрировали эффективное лазерное нагревание золотого ватерита в красном и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, что очень желательно для фототермической терапии и фотоакустической томографии.

Проф. Павел Гинзбург резюмирует : «Эта новая платформа позволяет сочетать множество функций – в виде простых дополнений, которые могут быть введены почти по запросу. Наряду с оптической визуализацией и термотерапией могут быть введены видимость МРТ, функциональные биомедицинские материалы и многие другие методы. внутри миниатюрной наночастицы. Я верю, что наши совместные усилия приведут к демонстрациям in vivo, которые проложат путь для новой биомедицинской технологии ».

Источник: https://english.tau.ac.il/