Наночастицы золота, покрытые тонким слоем кремнезема, можно использовать для адресной доставки лекарств – яркое «сияние» позволит лучше контролировать перемещение препаратов в организме пациентов. К такому выводу пришли сотрудники Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ), сообщает сайт Минобрнауки России.
Одна из возможных систем адресной доставки лекарств предполагает соединение наночастиц золота с молекулами лекарств. Такую конструкцию покрывают оболочкой, исключающей преждевременное высвобождение препарата. Ее изготавливают из кремнезема — такие покрытия стабильны и безопасны для человека, а их толщину легко контролировать. К оболочке могут крепиться антитела — белковые молекулы, нацеливающие частицы в нужное место.
Частицы должны хорошо рассеивать падающий на них свет определенного диапазона, тогда их можно отслеживать специальными приборами. Способность усиливать рассеяние света во многом зависит от напряженности электрического поля вокруг частиц. Ученые БФУ математически смоделировали значения электрического поля, создаваемого тремя типами структур: наночастицами золота без оболочки, частицами, покрытыми слоем кремнезема, а также пустой кремнеземной капсулой. Были исследованы оболочки разной толщины — от 2 до 20 нанометров.
Наибольшая напряженность электрического поля возникала вокруг частиц, покрытых слоем кремнезема толщиной 20 нанометров, — она превышала значения, характерные для свободных наночастиц золота, более чем в 2,5 раза. При этом плотно «одетые» частицы хуже рассеивали свет. Тонкая оболочка — 2–5 нанометров — наоборот, усиливала рассеяние и частицы легче обнаруживались при освещении лазером.
«Наше исследование показало, что эффект кремниевой оболочки неоднозначен: если она тонкая, то увеличивает рассеяние света частицами, если толстая — мешает ему. Это позволило определить, что в первом случае частицы легче отследить, а потому они более перспективны в качестве системы доставки лекарств. В дальнейшем мы планируем изучить другие физические свойства наночастиц золота, покрытых слоями из кремнезема разной толщины, нанесенных на различные металлы», — рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией математического моделирования оптических свойств наноматериалов БФУ Андрей Зюбин.
Проект выполнен на базе научно-образовательного математического центра «Северо-Западный центр математических исследований имени Софьи Ковалевской» БФУ.
