Совершив прорыв в области метаматериалов, исследователи из Тель-Авивского университета впервые в мире 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 послужить платформой для инновационных методов лечения рака.
В новой статье, опубликованной в Advanced Materials, международная группа ученых под руководством д-ра Романа Носкова и д-ра Павла Гинзбурга с инженерного факультета Иби и Аладара Флейшман в Тель-Авивском университете, профессора Дмитрия Горина из Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки and Technology (Сколтех) и доктор Евгений Ширшин из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова представили 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, биоимиджинга и целевой 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, который демонстрирует сильные резонансы Ми, покрывающие — спектральное окно ближнего инфракрасного диапазона, в котором биологические ткани прозрачны », — говорит доктор 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, применив 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.ватерит в красном и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, очень желателен в фототермической терапии и фотоакустической томографии.