Плазмонные частицы являются очень эффективными в борьбе с онкологией. Их можно вводить в опухоль, а затем нагревать лазерными импульсами. В результате внутри опухоли появятся области высокой температуры и давления, от чего раковые клетки буквально взорвутся. Но новое исследование ученых из Красноярска и других стран показывает, что высокие температуры могут влиять на плазмонные свойства наночастиц и снижать их терапевтический эффект. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Nanoscale.
Сообщается, что специалистами было обнаружено, что изменение плазмонных свойств и структуры наночастиц золота происходит при повышении температуры от комнатной до температуры его плавления (1064 °С) и выше. В исследовании использовалось молекулярное моделирование и уникальная математическая модель дискретного взаимодействия, которая позволяет описывать наночастицы в диапазоне размеров 5-15 нм.
Выяснилось, что при нагревании атомы в наночастицах постепенно увеличивают амплитуду колебаний. Около точки плавления рост замедляется, а затем снова продолжается. В конечном итоге это приводит к испарению металла и распаду частиц. Процесс начинается с поверхности, но постепенно охватывает весь объем частицы. При этом из-за атомных колебаний в кристаллической решетке перед переходом в жидкое состояние плазмонные свойства наночастиц исчезают.
“Описанные нами механизмы часто игнорируются, но они могут кардинально изменить свойства плазмонных наночастиц. Это особенно важно, когда используется импульсный лазер с высокой интенсивностью излучения – он дает среде, содержащей наночастицы, много энергии, но в то же время сильно нагревает сами наночастицы. Если мы сможем адаптировать температурные условия и свойства частиц, то получим эффективный метод противораковой терапии”, — рассказывает профессор Сергей Карпов.
