vue à vol d'oiseau des pyramides d'or vues à travers un microscope optique à balayage en champ proche. Cette image a confirmé ce que prédit la simulation :une fois que le laser a excité les plasmons de surface, l'amélioration en champ proche est la plus forte au sommet de la pyramide. Crédit :Sébastien Courvoisier
Les nanoparticules d'or promettent des améliorations potentielles dans le traitement du cancer, l'administration de médicaments, et la thérapie génique - avec un, un problème majeur.
Pour que les particules détruisent une tumeur ou créent des trous dans les membranes cellulaires pour livrer l'ADN, ils doivent être irradiés avec un laser à haute puissance. Ce processus excite les électrons de la nanoparticule et génère des plasmons de surface localisés, ce qui augmente le champ électrique près de la surface de la particule. Ces nanoparticules surexcitées peuvent faire toutes sortes de choses, comme augmenter la température de l'eau et détruire les cellules.
Mais le processus d'irradiation peut également endommager la nanoparticule, s'éparpillant minuscule, mais potentiellement toxique, pièces d'or. Même la plus petite pièce d'or flottant librement peut faire des ravages dans les cellules et provoquer des mutations génétiques.
Pour surmonter ce problème, Les chercheurs de Harvard développent la prochaine génération de microstructures en or, remplacer la particule flottante par des structures en or en forme de pyramide ancrées sur une surface plane. Ces microstructures sont plus stables que les nanoparticules traditionnelles et concentrent l'énergie laser dans des champs électromagnétiques proches intenses.
Cette nouvelle plateforme a été développée dans le laboratoire d'Eric Mazur, le professeur Balkanski de physique et de physique appliquée et doyen de domaine pour la physique appliquée à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), et est décrit dans un article publié dans la revue Lettres nano .
Cette simulation montre des plasmons de surface générant un champ électrique intense, à l'intérieur et à l'extérieur de la pyramide, avec les points les plus forts concentrés au sommet de la pyramide. Crédit :Sébastien Courvoisier
« Ce système va nous permettre de contrôler le processus de transfection de manière reproductible, " dit Mazur.
"Une fois que nous aurons une meilleure idée de ce dont ce système est capable, nous espérons travailler en étroite collaboration avec les biologistes pour développer des applications spécifiques tant dans le traitement génétique que dans la recherche biomédicale fondamentale, " a déclaré Nabiha Saklayen, co-auteur de l'article et doctorant au laboratoire Mazur.
