ТАСС, 28 августа. Ученые придумали, как просчитывать свойства сложно устроенных полых наночастиц. Благодаря этому их можно использовать для адресной доставки лекарств, пишет пресс-служба Министерства образования и науки со ссылкой на статью в научном журнале Physical Chemistry Chemical Physics.
"Классические модели "буксуют" при моделировании оптического отклика полой несферической наночастицы, или структур с полостью несферической формы, или полости, располагающейся не в центре. Ещё одна сложность в том, что для клинических применений такие нанооболочки должны иметь размер не больше десятка нанометров. Мы попытались решить эту задачу", – рассказал один из авторов работы, младший научный сотрудник Сибирского федерального университета Вадим Закомирный.
За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, основанных применении различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях они участвуют в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни непосредственно, служа своеобразной "мишенью", на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.
В других, как отмечают авторы открытия, наночастицы лишь доставляют лекарства и токсины в опухоль, благодаря чему врачи могут усилить эффективность работы этих веществ и уменьшить их дозу. Роль подобных "контейнеров" для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, которые имитируют клетку, а также неорганические соединения, "невидимые" для иммунитета.
Свет и наночастицы
Закомирный и его коллеги уже долгое время работают над созданием наночастиц "нестандартных" размеров и формы, свойства которых практически невозможно просчитать на атомарном уровне с помощью методов квантовой химии. Из-за этого их пока нельзя использовать на практике, так как даже небольшие изменения в форме частицы и пустоты в ее центре сильно меняют то, как она взаимодействует с излучением лазера или магнитными полями.
Исследователи решили эту проблему с помощью недавно разработанного расширенного метода дискретного взаимодействия (ex-DIM). Он позволяет не только моделировать оптический отклик наночастиц произвольной формы, в том числе с полостью внутри, но и принимает в расчет положение каждого атома в металлической наночастице.
Просчитав свойства нескольких небольших наночастиц с размерами не более 2-13 нм, ученые пришли к выводу, что они таким же образом реагируют на облучение лазером, как и более крупные полые структуры. Благодаря этому можно предсказывать, как быстро они будут распадаться под действием излучения, и использовать их в различных практических целях.
В частности, они могут применяться как для доставки лекарств, так и для проведения химических и физических экспериментов, связанных с поиском различных молекул в окружающей среде или преобразованием световых волн в другие типы колебаний.
