Физики синтезировали композитные наночастицы для тераностики
Ученые разработали экологичный способ синтеза композитных наночастиц на основе золота (Au) и дисульфида молибдена (MoS2) методом фемтосекундной лазерной абляции в жидкости. Результаты исследования прокладывают путь для развития перспективных приложений наноматериалов в области тераностики.
Исследование опубликовано в журнале Nanomaterials. Композитные наночастицы — это наноматериалы, состоящие из двух или более компонент. Их свойства определяются химической и физической природой составляющих их структур. Они находят широкое применение, начиная от электроники и катализа до медицины. Перспективы медицинских применений таких частиц связаны с их нагревом под действием ИК-излучения, прозрачного для биологических тканей и живых организмов. Создание композитных наночастиц с настраиваемыми оптическими свойствами является одной из актуальных задач. Исследователи предложили новый подход к синтезу нанокомпозитов MoS2-Au с использованием фемтосекундной лазерной абляции в жидкости для достижения настраиваемых оптических свойств в ближней инфракрасной области.
«Экологичность синтеза наночастиц методом лазерной абляции в жидкости подразумевает достаточно много аспектов: во-первых, мы не используем для создания композитов химических реагентов, так как синтез происходит в воде. Во-вторых, нам не нужно утилизировать продукты реакций, поскольку мы воздействуем лазером на твердую мишень нужного материала, «отщепляя» от него наночастицы. В-третьих, полученные наночастицы получаются безлигандными, то есть отсутствие химического прекурсора способствует чистоте их поверхности», — объяснил Алексей Большаков, директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.
Раствор наночастиц синтезировался методом фемтосекундной лазерной абляции в жидкости. Лазерная абляция — это метод воздействия на материал с помощью высокоэнергетического лазерного излучения. Под воздействием лазерного излучения твердое тело образца становится плазмой, которая попадает в жидкость. Внутри плазмы образуются пузырьки, внутри которых плазма конденсируется в наночастицы. Фемтосекундные лазерные импульсы инициируют быстрый и прицельный нагрев материала, что ускоряет образование частиц и делает процесс синтеза более эффективным. С помощью многоэтапного процесса лазерной абляции исследователи создали наночастицы с различными структурами.
Схематическое изображение одно-, двух- и трехэтапных процессов, а также смешивания растворов для синтеза чистых и гибридных наночастиц MoS2/Au / © Nanomaterials
«С помощью лазерной абляции мы можем конструировать множество протоколов синтеза, меняя местами этапы абляции (аблируя одни материалы в растворе других, а также фрагментируя, разбивая смеси полученных наночастиц, чтобы сделать из них композитные наночастицы). Мы можем также инициировать разложение реагентов, традиционно используемых для химического синтеза наночастиц, при помощи лазерного воздействия. Например, мы можем добавлять в традиционный процесс абляции AgNO3 и восстанавливать его до сателлитов серебра, лежащих на поверхности частиц», — рассказал Илья Завидовский, старший научный сотрудник лаборатории контролируемых оптических наноструктур Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.
Используя одно-, двух- и трехэтапные методики синтеза, ученые получили композитные наночастицы с уникальной архитектурой «ядро–оболочка» и «ядро–оболочка–сателлит», сочетающие в себе фазы MoS2/MoSxOy, MoSxOy/Au и MoS2/MoSxOy/Au. Физики исследовали свойства полученных наночастиц методами спектроскопии комбинационного рассеяния, просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, спектроскопии оптического поглощения. Оптическая спектроскопия растворов наночастиц показала значительные изменения в оптическом отклике частиц в зависимости от их структуры. Гибридные наночастицы продемонстрировали улучшенные фототермические свойства при воздействии лазерного излучения в ближнем ИК диапазоне. Такие частицы обладают потенциальными преимуществами для селективной фототермической терапии.
«Мы установили, что в ходе абляции MoS2 на нем возникает оболочка оксида MoO3 или сульфоксида MoSxOy. Оказалось, что оксид молибдена имеет пик поглощения в области, близкой к окну биологической прозрачности тканей, что сподвигло нас на дальнейшие исследования фотонагрева ИК-лазером с длиной волны 830 нм», — поделился Илья Мартынов, старший научный сотрудник лаборатории двумерных материалов и наноустройств Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.
Можно сказать, что разработанные наночастицы прокладывают путь для персонализированных терапевтических приложений и являются перспективными кандидатами для приложений нанофотоники и в области лечения рака. Метод фемтосекундной лазерной абляции не только облегчает экологически чистый синтез гибридов на основе Au/MoS2, но и позволяет точно настраивать оптические свойства этих наночастиц.
В работе участвовали ученые из МФТИ, Института инженерной физики для биомедицины (МИФИ), Центра исследований новых технологий (XPANCEO, ОАЭ), Университета Экс-Марсель (Франция), СПбАУ РАН, СПбГУ, Сколтеха. Исследование было выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования России.
Telegram 
Дзен 
VK Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно