Группе российских и французских исследователей при участии ученых из МГУ впервые удалось синтезировать наночастицы из сверхчистого кремния, обладающие свойством эффективной фотолюминесценции (вторичного свечения после фотовозбуждения). Эти частицы способны беспрепятственно проникать в клетки, что позволяет использовать их в качестве светящихся маркеров при ранней диагностике рака, а также при терапии этого заболевания. Статья опубликована в журнале Scientific Reports, а коротко о ней сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».
Ранее такие частицы синтезировали методами проведения химических реакций в растворах кислот. В итоге на них оседали остатки химических реакций, что делало их токсичными. Вдобавок эти наночастицы имели форму, далекую от сферической, и это не способствовало проявлению фотолюминесценции.
Чтобы избавиться от этих недостатков, ученые решили использовать другой метод — лазерную абляцию, то есть выбивание лазерным лучом из мишени атомов с тем, чтобы потом эти вырванные атомы соединялись между собой в нанокристалл. Эти наночастицы имели шарообразную форму и были как раз того размера – 2-4 нанометра в диаметре, — который, как физикам хорошо было известно, обеспечивает кремнию эффективную фотолюминесценцию, при которой на один падающий фотон приходится один вылетевший.
В отличие от наночастиц, полученных химическим травлением, они были лишены токсичных добавок. Кроме того, они могли легко проникать в клетки — причем в раковые клетки такие наношарики проникают с куда большей готовностью, чем в здоровые. Это объясняется тем, что раковая клетка всегда готова к делению, всегда поглощает все, что находится рядом с ней, чтобы рождать дочерние клетки.
Еще одним преимуществом наночастиц является то, что к их поверхности можно прикреплять различные характерные вещества или группы биомолекул (например, антитела), позволяющие нацеливать их на проникновение именно в раковые клетки и тем самым увеличивать эффективность диагностики. В будущем к полученным наночастицам можно будет также прикреплять вещества-лекарства, что позволит не только распознать раковую опухоль, но и вести локальную химио- или радиотерапию на клеточном уровне.