Cпектральные свойства нанооболочек серебра и золота с сердцевиной из кремнезема в биотканях

Abstract

С применением программного пакета MiePlot проведено моделирование спектральных свойств плазмонного резонанса в нанооболочках серебра и золота с сердцевиной из кремнезема, используемых в биотканях (клетках кожи, надпочечников, молочной железы) в качестве контрастных агентов для проведения оптической визуализации (флуоресцентной микроскопии, спектроскопии с пространственным разрешением и т. д.) и терапии патологических очагов. Определено, что наиболее эффективное действие оказывают или нанооболочки серебра толщиной 5 нм на резонансной длине волны от 845 до 855 нм, или нанооболочки золота толщиной 10 нм на резонансной длине волны от 758 до 764 нм. Однако резонансные частоты нанооболочек серебра толщиной 10 нм и нанооболочек золота толщиной 5 нм, спектры которых расположены на краях окна прозрачности биотканей, также могут применяться в диагностических целях, что позволит решать задачи выбора размеров нанооболочек, вводимых в организм человека, и выбора лазерных источников излучения для оптической визуализации. Показаны возможности настраиваемости свойств плазмонного резонанса в нанооболочках серебра и золота путем изменения их размера, состава и среды. Полученные результаты могут быть применены для создания наноструктур, предназначенных для конкретных терапевтических целей, визуализации патологических очагов и их мониторинга при лечении. Установлено, что при нормальном распределении частиц величины сечений рассеяния света монодисперсными нанооболочками и резонансные длины волн этих нанооболочек незначительно отличаются от величин сечений рассеяния света полидисперсными частицами и резонансных длин волн таких нанооболочек (на сотые доли для сечений рассеяния света и не более чем на 2 нм для длин волн). Сделан вывод о целесообразности использования на практике полидисперсных нанооболочек серебра и золота с сердцевиной из кремнезема, поскольку при этом упрощаются требования к точностным характеристикам размеров нанооболочек.