Forskere udvikler plasmoniske nanotweezer til hurtigere at fange potentielt kræftfremkaldende partikler i nanostørrelse

Vanderbilt-forskere har udviklet en måde til hurtigere og mere præcist at fange objekter i nanoskala såsom potentielt kræftfremkaldende ekstracellulære vesikler ved hjælp af banebrydende plasmoniske nanotweezer.

Praksis af Justus Ndukaife, assisterende professor i elektroteknik, og Chuchuan Hong, en nyligt uddannet Ph.D. studerende fra Ndukaife Research Group, og i øjeblikket postdoc-forsker ved Northwestern University, er blevet offentliggjort i Nature Communications .

Optisk pincet, som anerkendt med en 2018 Fysik Nobelpris, har vist sig dygtig til at manipulere mikron-skala stof som biologiske celler. Men deres effektivitet aftager, når de beskæftiger sig med objekter i nanoskala. Denne begrænsning opstår fra lysets diffraktionsgrænse, der udelukker fokusering af lys til nanoskalaen.

Et banebrydende koncept inden for nanovidenskab, kaldet plasmonics, bliver brugt til at overskride diffraktionsgrænsen og begrænse lyset til nanoskalaen. Men at fange objekter i nanoskala nær plasmoniske strukturer kan være en langvarig proces på grund af ventetiden på, at nanopartikler tilfældigt nærmer sig strukturerne.

Men Ndukaife og Hong har leveret en hurtigere løsning med introduktionen af ​​en high-throughput plasmonisk nanotweezer-teknologi kaldet "Geometry-induced Electrohydrodynamic Pincet" (GET), som muliggør hurtig og parallel indfangning og positionering af enkelte nanoskala biologiske objekter som ekstracellulære vesikler i nærheden af plasmoniske hulrum i løbet af få sekunder uden nogen skadelige opvarmningseffekter.

"Denne præstation ... markerer en væsentlig videnskabelig milepæl og kortlægger en ny æra for optisk fangst på nanoskala ved hjælp af plasmonics," siger Ndukaife. "Teknologien kan bruges til at fange og analysere enkelte ekstracellulære vesikler med høj gennemstrømning for at forstå deres grundlæggende roller i sygdomme som kræft."

Ndukaife fik for nylig udgivet et papir i Nano Letters der diskuterer brugen af ​​optiske anapoler til mere effektivt at fange ekstracellulære vesikler og partikler i nanostørrelse for at analysere deres roller i cancer og neurodegenerative sygdomme.

Flere oplysninger: Chuchuan Hong et al., Skalerbar indfangning af ekstracellulære vesikler i enkelt nanostørrelse ved hjælp af plasmonics, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-40549-7

Journaloplysninger: Nature Communications , Nanobreve

Leveret af Vanderbilt University