Para saintis di Universiti ITMO telah belajar bagaimana membuat nanopartikel biointegrasi yang dapat dikawal dengan pemanasan. Apabila disinari dengan cahaya, mereka tidak hanya mengubah bentuk mereka, tetapi juga warna mereka. Penemuan ini akan membantu dalam pengembangan biosensor non-invasif, sistem isyarat, dan pewarna tidak beracun.
Hasil penyelidikan diterbitkan dalam jurnal Angewandte Chemie. Menurut pengarang projek itu, konsep nanomaterial terkawal telah dipecahkan sejak dulu. Walau bagaimanapun, sistem yang ada cukup beracun bagi organisma hidup, yang membatasi bidang aplikasi mereka dalam perubatan dan biologi. Para saintis ITMO telah berjaya membuat bahan yang sepenuhnya serasi dengan bio, yang sifatnya dapat dikendalikan.
"Nanopartikel yang dihasilkan adalah kompleks inti silikon dan shell biopolimer. Bahan yang terdapat di dalam cangkang mempunyai petunjuk hidrofobisiti / hidrofilik yang berbeza - intensiti interaksi molekul yang berbeza dengan air. Berkat ini, dapat dicapai kesan pengembangan dan pengecutan zarah akhir, bergantung kepada faktor yang mempengaruhi mereka,”jelas Anna Nikitina, pekerja Pusat Penyelidikan dan Pendidikan Infokimia ITMO.
Di bawah pendedahan terma, partikel nanopartikel yang dihasilkan bukan sahaja mengubah ukurannya, tetapi juga warnanya. Mereka dapat digunakan, misalnya, untuk pengukuran suhu tempatan yang tidak invasif dalam tisu biologi atau untuk membuat sistem deria yang memungkinkan menganalisis proses dalaman di dalam tubuh. Juga, berdasarkan sistem terkawal yang baru, adalah mungkin untuk membuat pewarna terkawal dan cahaya - serupa dengan modulator kristal cecair yang digunakan dalam holografi atau litografi. Perubahan warna zarah berlaku secara eksklusif kerana transformasi struktur.
"Zarah-zarah terkawal kami akan dapat mengumpulkan maklumat dari dalam badan tanpa penglibatan alat canggih tambahan seperti sensor spektrum ultrasensitif. Perubahan warna yang sederhana memudahkan untuk menganalisis apa yang berlaku pada zarah dalam masa nyata. Pada masa yang sama, kompleks ini juga dapat digunakan kembali: zarah dapat dihidupkan dan dimatikan beberapa kali,”kata Valentin Milichko, seorang pegawai Fakulti Fizik ITMO.
Para saintis telah mengembangkan sistem terkawal selama tiga tahun. Mereka memvariasikan ukuran dan ciri spasial nanopartikel, dan juga mencari polimer-polimer yang akan berfungsi dalam pemasangan ini dengan cara tertentu. Setakat ini, keberkesanan sistem telah disahkan hanya dalam keadaan makmal. Sekarang kita harus memeriksa semuanya di peringkat in vitro.