Ученые из петербургского университета ИТМО создали наноаппарат, который способен комплексно оценить состояние любой молекулы в окружающем нас мире и даже измерить ее температуру с точностью до десятых долей градуса.
В перспективе необычное устройство может сыграть немаловажную роль в борьбе со многими опасными заболеваниями, в частности, с раком, объясняют специалисты.
Эксперты по фотонике из ИТМО решили выяснить, как можно полупроводниковые наночастицы — псевдомалекулы размером в миллиардные доли метра — использовать в биологии или медицине.
Один из авторов исследования Валентин Миличко рассказал, что для опытов ученые использовали кремниевые и германиевые наночастицы. Они, пояснил Миличко, способны локализовать свет на очень маленьких точках и замерять там температуру — до тысяч градусов по Цельсию.
«Мы разместили наночастицы на золотой подложке и использовали данную наноструктуру, чтобы выяснить, как ведут себя белки в экстремальных условиях, а именно при нагреве интенсивным светом», — приводит сайт ИТМО слова научного сотрудника.
Работает это следующим образом — на частицу направляют луч света с известными характеристиками, а после специалисты изучают, как он рассеивается. «Спектры рассеяния несут информацию о количестве, характере и конформации химических связей молекулы», — рассказал ученый.
В процессе замера температуры исследователи сделали интересное открытие. Оказалось, что их наноусторйство может не только оценивать степень нагрева молекулы и нарушения ее структуры при этом, но и менять свойства этой самой молекулы.
По словам Миличко, воздействуя на молекулу особым образом специалисты повысили ее устойчивость к высоким температурам. Во время опытов — «подопытные» не деформировались даже при 350 градусах по Цельсию.
В перспективе, заявили в ИТМО, это открытие можно применять при борьбе с раком — определять температуру можно у абсолютно любых объектов, даже биологического происхождения. Более того, наноаппарат, созданный учеными из Петербурга, позволяет не только наблюдать, но и воздействовать. Например — на всё те же раковые клетки.
«Помимо локализации света на наномасштабе они (наночастицы — прим. ред.) обладают богатым арсеналом функциональных свойств. Термочувствительный сигнал, который мы изучали ‒ один из ярких примеров таких свойств. Он позволяет измерять локальную температуру любых нанообъектов, в том числе и биологических»,
— резюмировал Сергей Макаров, глава лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники ИТМО.
VK
OK