نانوذرات طلا با چه پوششی بیشترین پراکندگی نوری را ایجاد می‌کنند؟

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان دانشگاه فدرال ایمانوئل کانت بالتیک دریافتند که نانوذرات طلای پوشیده از لایه نازک سیلیس، نور را بهتر از نانوذرات دارای پوشش ضخیم، پراکنده می‌کنند. در چنین نانوذراتی که به‌عنوان سیستمی برای تحویل هدفمند دارو استفاده می‌شود، پراکندگی شدید نور امکان پیگیری حرکت آن‌ها در ارگانیسم را با کمک دستگاه‌های خاص فراهم می‌کند.

تحویل هدفمند دارو‌ها به طور فعال در پزشکی مدرن انجام می‌شود. این رویکرد شامل انتقال دارو‌ها با کمک حامل‌های ویژه دقیقاً به مکان مشخص، به عنوان مثال، به تومور است. چنین دارویی، امکان جلوگیری از آسیب رساندن و خراب کردن سلول‌ها و بافت‌های سالم را فراهم می‌کند.

یکی از سیستم‌های احتمالی تحویل دارو، نانوذرات طلا است که مولکول‌های دارو به آن وصل شده‌اند. این ساختار توسط پوسته ویژه‌ای پوشانده شده است، که از انتشار اولیه دارو محافظت می‌کند. علاوه بر این، آنتی‌بادی‌ها و مولکول‌های پروتئین برای کمک به رسیدن این ذرات به مکان مناسب، به آن وصل می‌شوند.

برای ایجاد پوسته‌های روی این ذرات، معمولا از سیلیس استفاده می‌شود، ترکیبی که در ترکیب شیمیایی آن با ماسه یکسان است. این پوسته‌ها بسیار مناسب بوده، زیرا پایدار و بی‌خطر هستند و همچنین ضخامت آن‌ها می‌تواند به راحتی و بسیار دقیق کنترل شود. تاکنون دانشمندان علاقمند بودند که بدانند نانوذرات طلا چه اندازه و شکل داشته باشند، تا بتوانند به طور مؤثرتر دارو‌ها را ارائه دهند، اما به ویژگی‌های نوری چنین سازه‌هایی توجه کمتری شده است.

در صورتی که نانوذرات طلا دارای خواص نوری مناسبی باشند، می‌توان آن‌ها را با کمک دستگاه‌های خاص ردیابی کرد و این بدان معنی است که تحویل دارو‌ها قابل کنترل است. توانایی پراکندگی نور از جهات مختلف به تنش میدان الکتریکی در اطراف ذرات بستگی دارد. در واقع هر قدر که نانوذرات بهتر بدرخشند، در کاربرد رهایش دارو بهتر می‌شوند.

دانشمندان دانشگاه فدرال ایمانوئل کانت بالتیک از نظر ریاضی پارامتر‌های میدان الکتریکی را که توسط سه نوع ساختار یعنی نانوذرات بدون پوسته، ذرات پوشیده از لایه سیلیس و همچنین کپسول سیلیس خالی، مدل‌سازی کردند. با این کار، نویسندگان پوسته‌هایی با ضخامت مختلف را از ۲ تا ۲۰ نانومتر مطالعه کردند.

نتایج نشان داد که بزرگترین تنش میدان الکتریکی در اطراف ذرات پوشانده شده توسط لایه ۲۰ نانومتری از سیلیس ظاهر شده است. این تنش ۲٫۵ برابر بیشتر از زمانی است که نانوذرات طلا فاقد لایه‌ای در اطراف خود باشد؛ بنابراین نانوذراتی که پوشش ضخیم دارند، در پراکندگی نور بدتر بودند. برعکس، پوشش نازک در حدود ۲-۵ نانومتر، پراکندگی را تقویت می‌کند و به همین دلیل ذرات توسط روشنایی لیزر راحت‌تر تشخیص داده می‌شوند.