Новая система меняет подход к доставке биомолекул

Золотые наночастицы перспективны для улучшения лечения рака, доставки лекарств и генной терапии, но имеют одну серьёзную проблему.

Чтобы частицы могли уничтожить опухоль или создать поры в клеточных мембранах для доставки ДНК, их необходимо облучать мощным лазером. Этот процесс возбуждает электроны наночастицы и генерирует локализованные поверхностные плазмоны, что усиливает электрическое поле у поверхности частицы. Такие сверхвозбуждённые наночастицы могут выполнять различные задачи, например, повышать температуру воды и разрушать клетки.

Однако процесс облучения может также повредить саму наночастицу, откалывая от неё крошечные, но потенциально токсичные фрагменты золота. Даже мельчайшая свободная частица золота может нанести вред клеткам и вызвать генетические мутации.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Гарварда разрабатывают новое поколение золотых микроструктур, заменяя свободную частицу пирамидальными структурами из золота, закреплёнными на плоской поверхности. Эти микроструктуры стабильнее традиционных наночастиц и фокусируют лазерную энергию в интенсивные электромагнитные ближние поля.

Новая платформа была создана в лаборатории Эрика Мазура, профессора физики и прикладной физики имени Балкански в Гарвардской школе инженерии и прикладных наук (SEAS), и описана в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.

«Эта система позволит нам контролировать процесс трансфекции воспроизводимым образом», — сказал Мазур.

«Когда мы лучше поймём возможности этой системы, мы надеемся тесно сотрудничать с биологами для разработки конкретных приложений как в генетическом лечении, так и в фундаментальных биомедицинских исследованиях», — отметила Набиха Саклаен, соавтор статьи и кандидат наук в лаборатории Мазура.