| Аннотация |
Неуклонно растет процент заболевших онкологическими заболеваниями. Решающее значение для лечения имеет обнаружение на ранних стадиях онкомаркеров и применение эффективных методов лечения для конкретного вида опухоли. Существуют различные методики диагностики, например, скрининговое обследование с комплексным анализом специфических онкомаркеров, и множество коммерческих сенсоров. Однако, надежное детектирование онкологии на ранней стадии, когда вероятность на благоприятный исход лечения наиболее высока, ограничено недостаточной чувствительностью и низкой химической стабильностью сенсоров. Помимо чувствительной диагностики необходим выбор правильного лечения. Наиболее перспективным и эффективным консервативным лечением является точечное воздействие на больные клетки за счёт комбинирования адресной доставки лекарств к клетке и его активации, например, за счет фототермического эффекта. Таким образом требуется разработка новых подходов, позволяющих как проводить эффективную высокоточную диагностику заболеваний на ранних стадиях, так и осуществлять щадящее для организма результативное лечение. Такой подход реализуется в сравнительно новом направлении – тераностике, объединяющем в себе диагностику и проведение лечения. Например, наночастицы изготовленные из определенного материала, и определенной конфигурации, доставляются и накапливаются в новообразовании, затем возбуждаются лазером, и за счет нагрева термически разрушают больные клетки. В таких методах важен выбор оптимальных параметров при конструировании терапевтических наноструктур. В качестве таких параметров могут выступать используемые материалы их комбинации, конфигурации и размерные параметры.
Основная цель настоящего исследования - разработать многофункциональные гибридные сенсоры, т.е. изготовленные из комбинации нескольких материалов, как металлы (Au, Ag и т.д.) и полупроводники (дихалькогениды переходных металлов (ДПМ)), например, PdSe2, WTe2 и т.д., получение которых будет осуществляться методом фемтосекундной лазерной абляции и фрагментации в жидкости. Предполагается получение нескольких типов гибридных сенсоров, таких как ядро-оболочка, ядро-сателлит, композит. Преимуществами метода абляции является получение более сложных и химически чистых структур, чем в литографии или химическом синтезе, и хорошая воспроизводимость. Выбор ДПМ мотивирован последними исследованиями, демонстрирующими их потенциал для применения в биосенсорах. Обладая высоким показателем преломления (n > 2, и может достигать 4-5) в видимой и ИК-области спектра, наноструктуры из этих материалов поддерживают высокодобротные Ми-резонансы при сохранении компактных размеров. Подбор спектральных положений этих резонансов приводит к усилению ближнего поля, увеличенному светорассеянию или узконаправленному рассеянию, что критически важно для элементов нанофотоники. Более того, ДПМ обладают ярким экситонным откликом в видимом диапазоне, и, следовательно, способны к высокоэффективной конвертации световой энергии в тепловую, что, в свою очередь, способно найти применение в фототермическом разрушении патологических тканей. В ходе реализации проекта планируется синтезировать гибридные наноструктуры, изучить их морфологию, структуру, провести характеризацию частиц, проверить их оптические свойства и фототермический отклик, чтобы оценить их применимость в биосенсорах и фототерапии. Использование гибридных наноструктур позволит улучшить чувствительность сенсоров благодаря большой удельной поверхности, отличным электронным свойствам и хорошей химической стабильности, а также обеспечит большую площадь поверхности для фиксации ферментов и обнаружения биологических аналитов для диагностики заболеваний.
Принимая во внимание более высокую стабильность и чувствительность, воспроизводимость и меньший размер, разрабатываемые в рамках проекта сенсоры будут превосходить аналоги. Гибридные наночастицы могут быть использованы как для визуализации, так и для адресной фототермотерапии.
|
