fågelperspektiv av guldpyramiderna sett genom ett närfältskannande optiskt mikroskop. Denna bild bekräftade vad simuleringen förutspådde:när lasern upphetsade ytplasmonerna, närfältförbättringen är starkast på toppen av pyramiden. Upphovsman:Sebastien Courvoisier
Guldnanopartiklar lovar potentiella förbättringar inom cancerbehandling, drogleverans, och genterapi - med en, stort problem.
För att partiklarna ska förstöra en tumör eller skapa hål i cellmembranen för att leverera DNA, de måste bestrålas med en kraftfull laser. Denna process upphetsar nanopartikelns elektroner och genererar lokaliserade ytplasmoner, vilket ökar det elektriska fältet nära partikelns yta. Dessa super-upphetsade nanopartiklar kan göra alla möjliga saker, som att öka temperaturen på vattnet och förstöra celler.
Men bestrålningsprocessen kan också skada nanopartikeln, splittras av små, men potentiellt giftig, bitar av guld. Även den minsta specifikationen för fritt flytande guld kan skapa förödelse i celler och orsaka genetiska mutationer.
För att övervinna detta problem, Harvard -forskare utvecklar nästa generation av guldmikrostrukturer, ersätta den fritt flytande partikeln med pyramidformade guldstrukturer förankrade på en plan yta. Dessa mikrostrukturer är mer stabila än traditionella nanopartiklar och fokuserar laserenergi till intensiva elektromagnetiska nära fält.
Denna nya plattform utvecklades i Eric Mazurs lab, Balkanski -professorn i fysik och tillämpad fysik och områdedekan för tillämpad fysik vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), och beskrivs i ett papper publicerat i tidningen Nano bokstäver .
Denna simulering visar ytplasmoner som genererar ett intensivt elektriskt fält, inuti och utanför pyramiden, med de starkaste punkterna koncentrerade på toppen av pyramiden. Upphovsman:Sebastien Courvoisier
"Detta system gör att vi kan styra transfektionsprocessen på ett reproducerbart sätt, sa Mazur.
"Efter att vi fått en bättre uppfattning om vad detta system kan, vi hoppas kunna arbeta nära med biologer för att utveckla specifika tillämpningar både inom genetisk behandling och grundläggande biomedicinsk forskning, "sa Nabiha Saklayen, medförfattare av uppsatsen och doktorand i Mazur -labbet.
