Квантовый луч для создания наночастиц жидкого металла в оптотераностике рака

Наночастицы на основе жидкого металла (ЖМ), в частности галлия, благодаря своим уникальным свойствам находят применение в различных областях. Дизайн модификации поверхности наночастиц ЖМ критически важен для усиления исходных свойств и придания им новых физико-химических функций.

Современные стандартные методы лечения рака (хирургия, лучевая и химиотерапия) имеют ограничения: они могут повреждать здоровые ткани или не полностью уничтожать опухоль. Разработка наномедицинских технологий на основе ЖМ — перспективная область для создания инновационных методов лечения.

Ученые из Японского передового института науки и технологий (JAIST) и Национальных институтов квантовой науки и радиологии (QST) создали платформу для оптотераностики рака. Они успешно синтезировали функциональные наночастицы ЖМ на основе эвтектического сплава галлий-индий (EGaIn). Для синтеза использовались различные биомолекулы (желатин, ДНК, лецитин, бычий сывороточный альбумин), ультразвук (сонификация) и облучение квантовым лучом (γ-лучи).

Разработанный доцентом Эйдзиро Мияко и его командой метод нанопартикулизации с помощью сонификации и γ-излучения позволяет эффективно создавать наночастицы EGaIn, функционализированные биомолекулами. Эти наночастицы продемонстрировали уникальную структуру и превосходные физико-химические свойства для систем биовизуализации в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), что позволило точно определить локализацию опухоли у мышей. Кроме того, ученые добились успешного пространственно-временного фототермального воздействия наночастиц ЖМ для уничтожения опухолей толстой кишки.

Исследование предлагает новый подход к дизайну и функционализации наночастиц ЖМ и открывает возможности для развития оптотераностики в лечении рака.