Vanderbilt-forskare har utvecklat ett sätt att snabbare och mer exakt fånga föremål i nanoskala som potentiellt cancerösa extracellulära vesiklar med hjälp av banbrytande plasmoniska nanotweezers.
Praktiken av Justus Ndukaife, biträdande professor i elektroteknik, och Chuchuan Hong, en nyligen utexaminerad Ph.D. student från Ndukaife Research Group, och för närvarande postdoktor vid Northwestern University, har publicerats i Nature Communications .
Optisk pincett, som bekräftades med ett 2018 års fysiknobelpris, har visat sig vara skicklig på att manipulera materia i mikronskala som biologiska celler. Men deras effektivitet avtar när de hanterar föremål i nanoskala. Denna begränsning härrör från ljusets diffraktionsgräns som utesluter fokusering av ljus till nanoskalan.
Ett banbrytande koncept inom nanovetenskap, kallat plasmonics, används för att överträffa diffraktionsgränsen och begränsa ljuset till nanoskalan. Men att fånga föremål i nanoskala nära plasmoniska strukturer kan vara en lång process på grund av väntan på att nanopartiklar slumpmässigt närmar sig strukturerna.
Men Ndukaife och Hong har tillhandahållit en snabbare lösning med introduktionen av en högeffektiv plasmonisk nanotweezer-teknologi som kallas "Geometry-induced Electrohydrodynamic Pincet" (GET), som möjliggör snabb och parallell infångning och positionering av enstaka biologiska objekt i nanoskala som extracellulära vesiklar nära plasmoniska håligheter på några sekunder utan några skadliga värmeeffekter.
"Denna prestation ... markerar en betydande vetenskaplig milstolpe och kartlägger en ny era för optisk fångst på nanoskala med plasmonik", säger Ndukaife. "Tekniken kan användas för att fånga och analysera enstaka extracellulära vesiklar med hög genomströmning för att förstå deras grundläggande roller i sjukdomar som cancer."
Ndukaife lät nyligen publicera en artikel i Nano Letters som diskuterar användning av optiska anapoler för att mer effektivt fånga extracellulära vesiklar och partiklar i nanostorlek för att analysera deras roll i cancer och neurodegenerativa sjukdomar.
Mer information: Chuchuan Hong et al, Skalbar infångning av extracellulära vesiklar i enstaka nanostorlek med plasmonics, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-40549-7
Journalinformation: Nature Communications , Nanobrev
Tillhandahålls av Vanderbilt University
