Ny forskning kan bidrage til en bedre diagnosticering af kræft

Et team af forskere fra Institute of Materials Science ved Kaunas University of Technology (KTU), Litauen fandt sammen med kolleger fra Japan og Letland frem til en metode, der tvinger over 300 millioner metalnanopartikler til selv at samle sig til almindelige strukturer, som forbedrer deres interaktion med lys i størrelsesordener. Dette arbejde kan være gavnligt i udviklingen af ​​ultrasmå lasere, der kan bidrage til diagnostik af mange sygdomme, herunder onkologiske.

På KTU Instituttet for Materialevidenskab, forskere studerer materialer på niveau med atomer og molekyler for at finde måder til effektivt at omarrangere egenskaberne ved forskellige overflader, der bruges inden for fotonik og medicin. I den seneste undersøgelse, KTU-forskere professor Sigitas Tamulevicius, Professor Tomas Tamulevicius og ph.d. studerende Mindaugas Juodenas dykkede ned i verden af ​​mindste metalpartikler og deres interaktion med lys.

"Disse metal nanopartikler er meget små - så små, at tusind af dem kunne passe hen over et menneskehår, sagde Juodenas.

Sådanne partikler kan resonans interagere med lys, hvilket er et interessant og nyttigt fænomen i sig selv. Hvis, imidlertid, de udgør en større, periodisk struktur, deres kollektive interaktion med lys bliver ikke kun størrelsesordener stærkere, men kan også kontrolleres. Dette åbner et væld af muligheder for udvikling af ultrasmå fotoniske enheder, såsom nanolasere.

"Vi fandt frem til en metode, der tvinger over 300 millioner metalnanopartikler til at samle sig selv på en regelmæssig måde. Dette får dem til at interagere med lys mere effektivt. Hvad er fordelene? Dette er en mulighed for at udvikle biologiske sensorer, der er ekstremt følsomme og kan detektere selv enkelte molekyler. Diagnostik af forskellige sygdomme ville således blive mulig på et meget tidligt tidspunkt, " forklarede Juodenas, en af ​​medforfatterne til forskningen.

KTU-forskeres præstationer kan også gavne den nye kræftbehandlingsmetode – fototermisk behandling – som i øjeblikket udvikles verden over. Fototermisk behandling betyder, at varme produceret gennem nanopartiklers resonansinteraktion med lys påføres et meget lille område for at dræbe kræftceller uden at påvirke andre væv i kroppen. Dette kræver laserteknologi, og en enhed med nanopartikel-arrays foreslået af KTU-forskere kan muliggøre udvikling af implanterbare nanolasere, hvilket ville hjælpe med at omdirigere lys til skadelige celler mere effektivt.

Forskningsresultater blev offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift ACS Nano .