Student World

Optické vlastnosti nanočástic dramaticky závisejí na jejich tvaru. Vědci z Rice University v Houstonu zjistili, že ideálním tvarem pro nanooptické aplikace je tvar rýžového zrnka (co také jiné mohli odhalit na Rice Univesity), který pro danou aplikaci kombinuje nejlepší vlastnosti kulového i tyčinkovitého tvaru.
Vlastnosti „nanorýže“ jsou podle výzkumu založeny na rezonanci povrchových plazmonů.

Poznámka: Definice plazmonu podle slovníku Aldebaranu – http://www.aldebaran.cz/glossary/print.php?id=581

Povrchový plazmon si lze představit jako vlnu v elektronovém moři na povrchu nanočástic. Pokud na povrch dopadne světlo s frekvencí, která odpovídá frekvenci plazmonu, dojde k rezonančnímu předání světelné energie povrchovému plazmonu.

Vědci z Rice University vytvářejí kulové a rýžovité nanočástice, které mají nevodivé jádro a jsou pokryty vrstevnatou strukturou zlata a železa. Změny tvaru nanočástic mění vlastnosti povrchových plazmonů, takže tyto nanočástice mohou mít velmi krásné, živé barvy. Významnější ale je, že nanostruktury vhodného tvaru mohou fungovat jako superčočky, a zesílit a soustředit světlo do oblasti s mnohem menšími rozměry, než je jeho vlnová délka. Pokud se podaří připojit je k zařízení, jako je řádkovací tunelový mikroskop, umožní nám zobrazit povrch buněk s daleko vyšším rozlišením a detekovat jednotlivé molekuly významné pro proces vzniku nádorových onemocnění.

Zlaté nanočástice mohou sloužit k zobrazování nádorových buněk i na základě jiných principů. Nemocné buňky jsou často pokryté bílkovinou EGFR (epidermal growth factor receptor), zatímco zdravé buňky mají této bílkoviny na povrchu mnohem méně. Vědci z Georgia Institute of Technology a University of California využili toho, že zlaté nanokuličky pokryté protilátkami proti EGFR se mnohem efektivněji vážou k rakovinným buňkám. Nádorové buňky jsou pokryty zlatými nanočásticemi, a proto výrazněji rozptylují a absorbují dopadající světlo, což umožňuje jejich zobrazení. Absorpce světelných paprsků nanočásticemi navíc vede k likvidaci rakovinných buněk při dvakrát menší dopadající světelné energii než v případě zdravých buněk, takže lze laserem efektivně a výběrově ničit jen nádorové buňky.

Nevýhodou kulových nanočástic však je, že je třeba užívat laserové světlo z viditelné oblasti spektra. To je možné užít při laserové fototerapii rakoviny kůže nebo pro diagnostickou biopsii, ale ne již pro fototerapii nádorů, jež jsou umístěny hlouběji pod kůží, jako je tomu například v případě rakoviny prsu. Nanotyčky vhodného tvaru jsou však citlivé na infračervené světlo, které proniká hlouběji pod kůži, což umožňuje detekci a likvidaci i hlouběji skrytých škůdců…

Zdroje:
http://nano.cancer.gov/news_center/nanotech_news_2006-03-27b.asp
http://www.sciencedaily.com/releases/2006/03/060314231643.htm
http://www.azonano.com/news.asp?newsID=2039
http://www.physorg.com/news11735.html

Připraveno ve spolupráci se serverem Gold4You, http://gold4you.cz

autor