Исследователи разработали плазмонные нанопинцеты для быстрого захвата потенциально раковых наночастиц

Исследователи из Университета Вандербильта разработали способ быстрее и точнее захватывать наноразмерные объекты, такие как потенциально раковые внеклеточные везикулы, с помощью передовых плазмонных нанопинцетов.

Метод, созданный доцентом электротехники Джастасом Ндукайфе и недавним выпускником аспирантуры его исследовательской группы Чучуаном Хонгом, опубликован в журнале Nature Communications.

Оптические пинцеты, отмеченные Нобелевской премией по физике 2018 года, хорошо справляются с манипуляцией микроразмерными объектами, такими как биологические клетки. Но их эффективность снижается при работе с наноразмерными объектами. Это ограничение возникает из-за дифракционного предела света, который не позволяет сфокусировать свет до наномасштаба.

Для преодоления дифракционного предела и локализации света в наномасштабе используется прорывная концепция нанонауки — плазмоника. Однако захват нанообъектов вблизи плазмонных структур может быть долгим процессом из-за ожидания, пока наночастицы случайно приблизятся к ним.

Ндукайфе и Хонг предложили более быстрое решение, представив высокопроизводительную технологию плазмонных нанопинцетов под названием «Geometry-induced Electrohydrodynamic Tweezers» (GET). Она позволяет за секунды быстро и параллельно захватывать и позиционировать одиночные наноразмерные биологические объекты, такие как внеклеточные везикулы, вблизи плазмонных полостей без вредных тепловых эффектов.

«Это достижение… знаменует собой важную научную веху и открывает новую эру для оптического захвата в наномасштабе с использованием плазмоники», — говорит Ндукайфе. «Технология может использоваться для захвата и анализа одиночных внеклеточных везикул с высокой пропускной способностью, чтобы понять их фундаментальную роль в таких заболеваниях, как рак».

Ранее Ндукайфе опубликовал статью в Nano Letters, в которой обсуждается использование оптических анаполей для более эффективного захвата наноразмерных внеклеточных везикул и частиц для анализа их роли в раке и нейродегенеративных заболеваниях.