ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

بهبود تصویربرداری با نانوذرات سیلیکون دارای پوشش رنگی

نانوذرات سیلیکون دارای پوششی از جنس مولکول‌های رنگی می‌تواند تابش لومینسانس شدیدی ایجاد کند، به‌طوری که بتوان از آن برای تصویربرداری یا رهاسازی دارو استفاده کرد.

یک گروه بین‌المللی روش تازه‌ای برای تصویربرداری و رهاسازی دارو با استفاده از نانوذرات ارائه کردند. آن‌ها برای این کار از نانوذرات دارای پوششی از جنس رنگ لومینسانس استفاده کردند. این دانشمندان دریافتند که جنس ماده و فاصله‌ی میان رنگ و سطح ذره می‌تواند روی شدت سیگنال لومینسانس تأثیرگذار باشد.

نتایج یافته‌های محققان نشان داد که نانوذرات سیلیکون دارای پوششی از جنس مولکول‌های رنگ هستند از نظر کارایی لومینسانس، تابشی مشابه ذرات طلا دارند. به‌دلیل زیست‌سازگاری ذرات سیلیکون، می‌توان از آن‌ها برای تصویربرداری و رهاسازی دارو استفاده کرد.

رنگ‌های لومینسانس به‌دلیل حساسیت بالا و سمیت کم، در زمینه‌های زیستی و پزشکی کاربردهای مختلفی دارند. نانوذراتی که برای رهاسازی دارو استفاده می‌شوند، اغلب با رنگ پوشش داده شده‌اند. با این کار دانشمندان می‌توانند مسیر آن‌ها در فضای بین‌سلولی را رصد کنند. شدت سیگنال‌های لومینسانس به جنس ذرات و فاصله‌ی رنگ با سطح ذره بستگی دارد.

محققان ITMO با همکاری پژوهشگرانی از آلمان و سوئد روی پیکربندی نانوذرات مختلف دارای پوشش مولکول‌های رنگی تحقیق کردند تا کاراترین ساختار را شناسایی کنند. دانشمندان سه دسته از نانوذرات را سنتز و مطالعه کردند. طلا و سیلیکون با ابعاد یکسان که دارای پوشش رنگی هستند در این مطالعه با هم و با نمونه‌های کنترل مقایسه شدند. مدل‌سازی و نتایج آزمایشگاهی نشان داد که رنگ‌های متصل به ذرات سیلیکونی می‌تواند تابش فتولومینسانس رنگ‌ را سه برابر بیشتر از ذرات طلا کند.

سرگی ماکاروف از محققان آزمایشگاه نانوفتونیک و اپتوالکترونیک می‌گوید: «چنین افزایشی به دلیل رزونانس مای (Mie) در ذره سیلیکون اتفاق می‌افتد. لازم به ذکر است که طول موج رزونانس به ابعاد ذره بستگی دارد. به دلیل ضریب شکست بالا، رزونانس مای ذرات سیلیکونی در حدود صد نانومتر است که با این شرایط نشر سیگنال رنگ آن از سطح تسریع می‌شود.»

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Scientific Reports به چاپ رسیده‌است.