Kanserle savaşmak için daha yüksek enerjili ışık yapmak
Bilim insanları Kaliforniya Üniversitesi, Riverside ve Austin’deki Texas Üniversitesi, silikon nanokristaller ve özel organik moleküller içeren dikkatle tasarlanmış yapılar kullanıldığında, foton yukarı dönüşümüne, daha yüksek enerjili ışık emisyonuna ulaşmanın mümkün olduğunu gösterdiler.
bu NSF tarafından finanse edilen keşif, yayınlanan Doğa Kimyası, bilim adamlarını kanser için minimal invaziv fotodinamik tedaviler geliştirmeye bir adım daha yaklaştırıyor. İlerleme ayrıca güneş enerjisi dönüşümü, kuantum bilgisi ve yakın kızılötesi tahrikli fotokataliz için yeni teknolojileri hızlandırabilir.
Ultraviyole lazer ışığı gibi yüksek enerjili ışık, kanser dokusuna saldırabilen serbest radikaller oluşturabilir. Bununla birlikte, ultraviyole ışık, tümöre yakın terapötik radikaller oluşturmak için dokularda yeterince uzağa gitmez. Yakın kızılötesi ışık derinden nüfuz eder ancak radikalleri oluşturmak için yeterli enerjiye sahip değildir.
Foton yukarı dönüşümü bu sınırlamanın üstesinden gelebilirken, yukarı dönüştürülmüş malzemeler düşük verimliliğe veya yüksek toksisiteye sahiptir. Silisyumun toksik olmadığı biliniyor, ancak araştırmacılar, silikon nanokristallerin fotonları yukarı dönüştürebildiğini gösterememişti ve bu umut verici kanser tedavisini ümitsizce ulaşılamaz hale getiriyordu.
Bilim adamları, silikon nanokristallerin yüzey kimyasını inceleyerek bu soruna saldırdı. Ekip, molekülleri birbirine bağlamaya yardımcı olan ligandları bir nanopartiküle bağlamayı öğrendi. Ligandlar, enerjiyi nanokristallerden çevreleyen moleküllere aktarmak için tasarlanmıştır.
Bilim adamları daha sonra lazer ışığını bir çözüme tuttular. Uygun yüzey ligandlarına sahip silikon nanokristallerin çevredeki moleküllere hızla enerji aktarabildiğini bulmuşlardır.
NSF’nin Kimya Bölümü’nde program direktörü olan George Janini, “Bu keşif, foton yukarı dönüşümü üzerine temel araştırmalar yürüten NSF tarafından finanse edilen bir grup ile silikon nanopartiküller üzerinde temel araştırmalar yürüten NSF tarafından finanse edilen başka bir grup arasındaki işbirliği olmasaydı mümkün olmazdı” diyor. . “Temel kimya ve malzeme araştırmalarına yatırım, bilgiyi ilerletir ve NSF’nin stratejik hedeflerinden ikisi olan ulusal sağlığa katkıda bulunur.”