Группа сибирских и американских учёных создала самые маленькие в мире лазеры – 22-нанометровые спазеры. Они способны генерировать когерентное* оптическое излучение непосредственно внутри живых клеток и тканей организма.
О разработке, в которой приняли участие учёные Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, Арканзасского университета медицинских наук и Университета штата Джорджия, сообщает «Наука в Сибири».
Разработанный исследователями нанолазер предполагается применять в качестве сверхъяркого водорастворимого биологически совместимого зонда.
Спазер состоит из нескольких элементов и включает резонатор, представляющий собой частичку золота, изоионную изопористую оболочку, заполненную красителем – уранином, к которой «пришита» фолиевая кислота.
Спазеры способны взаимодействовать исключительно с раковыми клетками. При введении в организм нанолазеры скапливаются на границе мембраны раковой клетки, после чего проникают в цитоплазму. При этом они нагреваются, что позволяет их увидеть с помощью оптических методов.
Это было доказано на примере опытов с раствороми раковых клеток, а также в экспериментах на мышах: отмеченные раковые клетки в токах крови и лимфы отлично просматривались через живую ткань.
Помимо обнаружения, спазеры способны и разрушать раковые клетки.
«Когда спазеры заходят в раковую клетку, они её не убивают. Но если воздействовать лазерным излучением, то она гибнет — из-за того, что образующаяся конструкция разрывает раковую клетку изнутри. В то же время они не реагируют на нормальную клетку, независимо от того, есть там лазерное излучение или нет», — объяснил механизм действия спазера зав. лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии СО РАН доктор физико-математических наук Александр Плеханов.
Учёные уже изучили цитотоксичность своего изобретения и убедились, что количество спазеров, необходимое для достижения терапевтического эффекта, не является опасным. Работа опубликована в Nature Communications. Работы в настоящее время продолжаются.