Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên Nature Communications, các nhà nghiên cứu của Vanderbilt đã tiết lộ một công nghệ cách mạng hứa hẹn sẽ cách mạng hóa việc bẫy và phân tích các vật thể nano, bao gồm các vi thể ngoại bào có khả năng gây ung thư.

Xem thêm: Khám Phá Bước Nhảy Vọt Của Máy Tính Lượng Tử Trong Nghiên Cứu Pin Mặt Trời Hiệu Suất Cao.

Đổi mới đột phá này, được gọi là “Kẹp Điện thủy động học Gây ra bởi Hình học” (GET), là do Justus Ndukaife, trợ lý giáo sư kỹ thuật điện, và Chuchuan Hong, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Northwestern, nghĩ ra.

Kẹp quang học truyền thống, được công nhận với giải Nobel Vật lý năm 2018, đã đạt được thành công trong việc điều khiển vật chất ở quy mô micron, chẳng hạn như tế bào sinh học. Tuy nhiên, hiệu quả của chúng giảm khi xử lý các vật thể ở cấp nano, chủ yếu là do giới hạn nhiễu xạ của ánh sáng, ngăn cản việc tập trung chính xác vào các mục tiêu nano.

Kẹp nano plasmon
Minh họa và phân tích lý thuyết của hệ thống GET. Ảnh: Justus Ndukaife và Cộng sư

Hiện nay, plasmonics, một lĩnh vực tiên phong trong khoa học nano, vượt qua giới hạn nhiễu xạ, cho phép giam giữ ánh sáng ở cấp nano. Tuy nhiên, vẫn còn một thách thức lớn: bẫy các vật thể nano gần các cấu trúc plasmon là một quá trình tốn thời gian vì các hạt nano phải tiếp cận ngẫu nhiên các cấu trúc này.

Công nghệ GET của Ndukaife và Hong giải quyết thách thức này một cách trực tiếp, cung cấp một giải pháp kẹp nano plasmon có năng suất cao. GET cho phép bẫy và định vị nhanh chóng và đồng thời các vật thể sinh học nano đơn lẻ, chẳng hạn như vi thể ngoại bào, gần các hốc plasmon trong vòng vài giây, tất cả đều không tạo ra bất kỳ tác dụng nhiệt có hại nào.

Kẹp nano plasmon mở ra khả năng điều trị ung thư mới

“Thành tựu này đánh dấu một cột mốc khoa học đáng chú ý và báo trước một kỷ nguyên mới cho việc bẫy quang học ở cấp nano thông qua plasmonics,” Ndukaife nói. “Công nghệ này có khả năng bẫy và kiểm tra các vi thể ngoại bào riêng lẻ với năng suất cao, làm sáng tỏ vai trò cơ bản của chúng trong các bệnh như ung thư.”

Sự phát triển này tiếp nối bài báo gần đây của Ndukaife trên Nano Letters, nơi ông đã khám phá việc sử dụng các anapole quang học để bẫy hiệu quả hơn các vi thể ngoại bào và hạt nano cỡ nano để nghiên cứu sự tham gia của chúng trong ung thư và các bệnh thoái hóa thần kinh.

Với triển vọng của công nghệ GET, tương lai của việc bẫy và phân tích các hạt nano có vẻ sáng sủa hơn bao giờ hết, mở ra những chân trời mới trong nghiên cứu bệnh và ứng dụng của khoa học nano.

Nghiên cứu đăng trên: Nature Communications

Share.
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận