p Uma equipe de pesquisa internacional estudou um novo sistema de visualização de células e liberação de drogas baseado em nanopartículas revestidas com moléculas de corante luminescente. O material da partícula e a distância entre o corante e a superfície da partícula afetam a intensidade do sinal luminescente. Nanopartículas de silício revestidas com moléculas de corante são mais eficientes do que partículas semelhantes feitas de ouro. Graças à sua biocompatibilidade, partículas de silício podem ser usadas para visualização de células e administração de drogas. A pesquisa foi publicada em Relatórios Científicos . p Os corantes luminescentes são amplamente utilizados em pesquisas biológicas e médicas devido à sua alta sensibilidade e baixa toxicidade. As nanopartículas usadas para distribuição de drogas são frequentemente revestidas com tais corantes. Isso permite que os cientistas rastreiem seu caminho no espaço intracelular. A intensidade do sinal luminescente depende do material da partícula e da distância entre o corante e a superfície da partícula. Cientistas da Faculdade de Física e Engenharia da ITMO, juntamente com colegas da Alemanha e da Suécia, estudaram várias configurações de várias nanopartículas revestidas com moléculas de corante luminescente e identificaram as mais eficientes.

p Os cientistas sintetizaram e estudaram três tipos de nanopartículas. Partículas não ressonantes de vanadato de ítrio (YVO4) foram utilizadas como amostra de controle. Essas partículas não afetam a intensidade das moléculas do corante. Partículas de ouro e silício do mesmo tamanho revestidas com moléculas de corante colocadas a distâncias diferentes da superfície foram comparadas com a amostra de controle.

p A modelagem e os experimentos mostraram que a fixação do corante às partículas de silício pode aumentar a fotoluminescência do corante em até três vezes em comparação com as partículas de ouro. "Esse aumento se deve às ressonâncias de Mie nas partículas de silício. É importante observar que os comprimentos de onda ressonantes dependem do tamanho das partículas. Por causa do alto índice de refração, a ressonância Mie de partículas esféricas de silício com cerca de cem nanômetros de tamanho se estende até a parte visível do espectro. Assim, partículas ressonantes de silício nos permitem acelerar a emissão espontânea e amplificar o sinal do corante na superfície, "diz Sergei Makarov, chefe do Laboratório de Nanofotônica Híbrida e Optoeletrônica da ITMO.

p O sinal de luminescência decai na superfície da partícula de ouro. É por isso que o corante deve ser colocado a uma distância dessas partículas. Para fazer isso, os cientistas têm que usar métodos químicos, que pode ser complexo e caro. Essas etapas adicionais podem ser evitadas usando partículas de silício que amplificam o sinal luminescente diretamente na superfície. Além do mais, a pesquisa mostrou que as partículas de silício revestidas com moléculas luminescentes podem ser absorvidas pelas células cancerosas.

p “Achamos que o silício é um material muito promissor, especialmente para a biomedicina. O estudo da entrega de drogas e métodos de bioimagem é um campo de desenvolvimento muito rápido na Universidade ITMO. Por exemplo, estamos trabalhando atualmente em um sistema de entrega baseado em partículas ocas de sílica. Graças à equipe de cientistas da Faculdade de Física e Engenharia, nossa universidade está gradualmente ganhando reconhecimento no campo da óptica e sistemas de entrega de medicamentos, "diz Mikhail Zyuzin, um associado de pesquisa na Faculdade de Física e Engenharia. No futuro, esses sistemas podem ser usados ​​não apenas para visualizar estruturas intracelulares, mas também para entregar várias substâncias, de drogas a agentes genéticos, às células.