На кафедре квантовой электроники создали новую технологическую платформу для наномедицины

Сотрудники научно-образовательной школы МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» в составе международной группы исследователей предложили метод создания метаматериалов с перестраиваемыми резонансно-оптическими свойствами в области «окна прозрачности» биотканей. Полученные наноструктуры обладают высокой биосовместимостью и могут быть использованы для фототермической терапии, фотоакустической томографии, биоимиджинга и доставки лекарств. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Materials.

Учёные использовали новый подход для контролируемой имплантации золотых наночастиц в пористые сферы из карбоната кальция (ватерита). В результате удалось получить мезоскопический метаматериал, резонансные свойства которого можно перестраивать в широком спектральном диапазоне, изменяя загрузку пористых ватеритных сфер золотом.

«Мы продемонстрировали, что частицы “золотого ватерита” обеспечивают эффективный локальный нагрев при лазерном облучении в окне прозрачности биологических тканей. Термометрия отдельных частиц осуществлялась путем визуализации времени жизни флуоресценции – чем выше температура, тем быстрее молекулы релаксируют из возбужденного состояния. Сейчас мы тестируем разработанный материал при физиологических условиях для локальной гипертермии клеток и управления самосборкой белковых молекул и пептидов. Учитывая возможность настраивать спектральные свойства наших частиц и загружать в них различные молекулы – например, флуоресцентные метки для 3D визуализации или лекарства. Мы полагаем, что они могут стать удобной системой для тераностики (подход в медицине, заключающийся в комплексном решении проблем путём создания препаратов, которые являются одновременно и терапевтическим агентом и средством ранней диагностики)», – рассказал старший научный сотрудник физического факультета МГУ Евгений Ширшин.

В работе приняли участие ученые из Тель-Авивского университета и Сколковского института науки и технологий.