NANOCZĄSTKI ZŁOTA W FOTOTERMICZNEJ TERAPII ANTYNOWOTWOROWEJ
|
|
- Mieczysław Janicki
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 NANOCZĄSTKI ZŁOTA W FOTOTERMICZNEJ TERAPII ANTYNOWOTWOROWEJ Dorota Koperkiewicz Politechnika Gdańska Streszczenie Nanocząstki złota są to kryształy złota w rozmiarze nanometrycznym (10-9 m) zazwyczaj wykorzystywane w formie zawiesiny wodnej. Jednym z ich ciekawszych zastosowań jest terapia nowotworowa bazująca na zniszczeniu komórek nowotworowych poprzez przegrzanie ich hipertermię. Najważniejszą właściwością tej formy złota jest rezonans plazmonów, czyli odpowiednie drgania chmury elektronowej. To zjawisko wiąże się ze zmianą energii świetlnej na energię cieplną. Hipertermia z użyciem nanozłota polega na zamianie energii świetlnej wiązki laserowej, która pada na zmianę nowotworową, na energię cieplną niszczącą komórki, w których znajduje się złoto. Jest to terapia mało inwazyjna, nieniszcząca komórek zdrowych. Synteza nanocząstek złota polega przede wszystkim na redukcji kwasu chlorozłotowego. Drugim elementem przygotowania nanocząstek do użycia jest modyfikacja ich powierzchni. Odpowiednia funkcjonalizacja jest jednym z głównych mechanizmów umożliwiających zastosowanie nanocząstek złota. Umożliwia ona doprowadzenie nanocząstek tylko do komórek nowotworowych, a nie do komórek zdrowych. Przykładowo może przebiegać na zasadzie powinowactwa przeciwciało-antygen. Właściwości złota są zależne od kształtu i rozmiaru. Zmiana rozmiarów kryształów złota jest głównym narzędziem do walki z rakiem. Istnieje jednak kilka problemów, które nie pozwalają w tym momencie na kliniczne wykorzystanie tego rodzaju terapii nowotworowej. Gold nanoparticles in photothermal therapy Summary Gold nanoparticles are gold crystals of nanometric size (10-9 m). They are usually used as a colloid. One of the most interesting application of gold nanoparticles is photothermal therapy (PTT). PTT is based on overheating of tumor cells what destroys them. It is called hyperthermia. The most important property of gold nanoparticles is a plasmon resonance. It is an oscillation of the electron cloud. This phenomenon is connected with the conversion of energy of light to heat. In this example, hyperthermia is based on the conversion of energy of a laser beam, which irradiates onto the tumor, to heat which destroys this tumor. Before the irradiation, gold nanoparticles had been delivered to the tumor cells. PTT is a minimally invasive, nondestructive of healthy cells therapy. Synthesis of gold nanoparticles is usually based on reduction of the chloroauric acid. Appropriate functionalization is one of the main mechanisms which allows to apply gold nanoparticles. Functionalization provides supply of gold nanoparticles directly to tumor cells (healthy cells are untouched). Delivery of functionalized gold nanoparticles involves an antigen-antibody interaction. Properties of gold nanoparticles depend on the shape and size. The change of the size of gold crystals from bulk material to nanomaterial is main tool to defeat cancer. Unfortunately, there are still some problems that do not allow the clinical use of this type of therapy against cancer. ISSN , Nr 1 (21) 2015, s
2 Wprowadzenie Choroba nowotworowa to współcześnie jedna z najczęstszych przyczyn zgonów. Tradycyjne terapie takie, jak chemioterapia i radioterapia nie są w pełni skuteczne, a ponadto poza komórkami nowotworowymi niszczą również komórki zdrowe. Nanotechnologia to dziedzina, która może zapewnić jednocześnie skuteczną i bezpieczną terapię przeciwnowotworową. Dotyczy ona materiałów o rozmiarze mniejszym niż 100 nm. Przykładem terapii z wykorzystaniem nanotechnologii jest hipertermia z użyciem nanocząstek złota. 1. Nanocząstki złota Nanomateriał to rodzaj materiału, którego rozmiar co najmniej jednego z wymiarów jest mniejszy lub porównywalny do 100 nm. Może być to przykładowo nanocząstka (trzy wymiary w skali nano), nanopręt, nanorurka (dwa wymiary w skali nano) lub cienka warstwa (jeden wymiar w skali nano). Ważne jest to, że wraz ze zmianą rozmiaru, zmieniają się właściwości materiału, dzięki czemu nanomateriały mają inne właściwości niż ich tradycyjne odpowiedniki. Przykładem jest omawiane w tej pracy złoto, które tradycyjnie ma kolor zbliżony do żółtego, a jego kuliste nanocząstki o średnicy 25 nm są czerwone. O nanocząstkach mówi się zazwyczaj mając na myśli substancję zbudowaną z ziaren w rozmiarach nano. Przyjmują one różnego rodzaju kształty kuliste, podłużne, w kształcie psiej kości, wąsa, ziarna ryżu. Przykłady różnych kształtów pokazano na rysunku 1. Rys.1. Przykłady różnych kształtów nanocząstek. Źródło: 57
3 Nanocząstki złota były wykorzystywane od wielu lat. Najwcześniejszym zastosowaniem nanozłota jest barwnik w kielichu Likurga z czasów starożytnych. Ponadto w Egipcie, Indiach i Chinach używano złota w leczeniu syfilis, ospy i odry 1. Skupiając się na zastosowaniach medycznych, w dzisiejszych czasach nanokryształy złota są najczęściej wykorzystywane w terapii nowotworowej, ale również jako nośniki leków, nośniki w terapii genowej i kontrast w diagnostyce Synteza nanocząstek złota Są dwa rodzaje metod wytwarzania nanomateriałów metoda bottom up i metoda top down. Metoda top down polega na tym, że z materiału tradycyjnego wytwarza się nanomateriał zmniejszając jego rozmiar. Opisując ten proces potocznie, można powiedzieć, że idzie się z rozmiarem z góry na dół. Przykładowo jest to rozdrabnianie moździerzem. Metoda bottom up jest swoistą odwrotnością metody top down. Polega na tworzeniu zarodków i na ich wzroście. Można ją określić jako zwiększanie rozmiaru od dołu (dna) do góry. Najczęściej syntezę nanocząstek złota przeprowadza się metodami bottom up. Wybór metody zależy od tego, jaki kształ i rozmiar chcemy osiągnąć. Najbardziej rozpowszechnioną grupą metod bottom up są syntezy in situ. Polegają one na redukcji chemicznej prekursora przez użycie reduktora. Dodatkowo, ze względu na niestabilność nanocząstek (czyli zlepianie się w większe grupy itp., szczególnie tych o niewielkich rozmiarach) stosuje się stabilizację. Jako prekursor jest używany kwas tetrachlorozłotowy (III), a jako reduktor może być użyta hydrazyna, glukoza, borowodorek sodu, formaldehyd, hydroksyloamina, kwas cytrynowy, a ponadto związki zawarte w czosnku i cebuli 2. Dobór odczynników zależny od przeznaczenia otrzymywanych nanocząstek. W przypadku otrzymywania podłużnych nanocząstek złota, często dodatkowo dodaje się sole srebra (np. AgNO 3 ), ponieważ ilość srebra wpływa na stosunek długości do szerokości nanocząstki. Stabilizacja następuje poprzez dodanie polimerów, dendrymerów lub surfaktantów. Bardzo popularnym stabilizatorem jest surfaktant CTAB. Proces stabilizacji polega na zajęciu miejsca przez stabilizator i zapobiegnięciu agregacji nanocząstek. Przykładem syntezy in situ jest metoda Turkevicha, czyli użycie cytrynianu sodu jako reduktora i stabilizatora jednocześnie. Dzięki tej metodzie można otrzymać nanocząstki w rozmiarach od 15 do 150 nm w zależności od proporcji cytrynianu względem kwasu chlorozłotowego. Zazwyczaj otrzymuje się sferyczne kryształy wielkości ok. 20 nm 3. Inne rodzaje syntezy nanocząstek złota to: metody z użyciem polimerów, surfaktantów i dendrymerów, metoda odwróconych miceli, metody elektrochemiczne, sonochemiczne. Można również syntetyzować nanozłoto przy pomocy biomolekuł, mikrobów, chitozanu 4. Wybór metody zależy jedynie od tego, jaki rozmiar i kształt kryształów jest wymagany do wybranego celu badań. 1 Chen Po C., Mwakwari S. C., Oyelere A. K., Gold nanoparticles: From nanomedicine to nanosensing, Nanotechnology, Science and Aplications, 2008, 1, Zhao P., Li N., Astruc D., State of the art in gold nanoparticle synthesis, Coordination Chemistry Reviews, 2013, 257, s Tamże, s Tamże. 58
4 1.2. Funkcjonalizacja nanocząstek złota Funkcjonalizacja polega na doczepieniu do powierzchni nanozłota elementów, które będą pełnić dodatkowe funkcje. Przykładowo, doczepia się molekuły leków i geny przez co, poza podstawowym zastosowaniem, nanocząstki stają się nośnikami, których zadaniem jest dotarcie do odpowiedniego narządu. Dopiero po dotarciu do danej tkanki lek jest odczepiany, dzięki czemu nie niszczy układu pokarmowego lub innych tkanek. Nanocząstki można opłaszczyć polimerami, które spowodują mniejszą zdolność do agregacji i zwiększą biotolerancję. Przypuszczalnie związki hydrofilowe mogą spowodować, że nanocząstka zostanie oblepiona cząstkami wody i nie będzie odkładać się w nerkach i innych narządach, co jeśli nastąpi może prowadzić do skutków ubocznych. Jest to tylko kilka przykładów funkcjonalizacji nanozłota, ale dzięki temu mechanizmowi można uzyskać o wiele więcej zastosowań jednego rodzaju nanostruktury. Właśnie w ten sposób naukowcy starają się otrzymać wielofunkcyjne nanocząstki, które zaoszczędzą nasz czas, pieniądze, a przede wszystkim będą lepiej zdać o nasze zdrowie. W terapii nowotworowej głównymi problemami, które mogą być rozwiązane przy pomocy odpowiedniej funkcjonalizacji są: agregacja szczególnie w wątrobie, nerkach i śledzionie, zbyt szybkie pozbycie się nanocząstek przez organizm, odpowiednie celowanie nanocząstek, zachowanie się nanocząstek w wyższych temperaturach niż temperatura człowieka (związane jest to z użyciem lasera i hipertermią cząstki pod wpływem podwyższonej temperatury mogą zmieniać swoje właściwości) i toksyczność nanocząstek. Najczęstszą formą funkcjonalizacji jest opłaszczanie nanocząstek polimerami np. PEG (politlenek etylenu. Umożliwia to lepszą internalizację, łączenie się z komórkami. Poza PEG można dołączyć fluorescencyjny barwnik przy pomocy tioli. Dołącza się również biomolekuły biotynę, laktozę i lecytynę, ponadto peptydy i oligonukleotydy. Dzięki doczepionemu barwnikowi można śledzić drogę nanocząstek złota do wybranych komórek. Należy jednak zwrócić uwagę, że większość procesów zależy od rozmiaru, kształtu nanocząstek, a także wielkości i wagi ligandów oraz właściwości dobranego polimeru 5. Innym sposobem funkcjonalizacji, która umożliwia lepsze celowanie jest funkcjonalizacja peptydami i aminokwasami. Ich zadaniem jest m.in. wiązanie DNA w mało toksyczny sposób. Nanocząstki zfunkcjonalizowane aminami przenoszą sirna-peg i hamują wzrost komórek raka prostaty. Dołączenie peptyd (np. CALNN) umożliwia celowanie w elementy wewnątrzkomórkowe. Wybór odpowiednich peptydów umożliwia w ten sposób wycelowanie do komórek guza i późniejsze zniszczenie go. Innym sposobem jest dołączenie oligonukleotydu odpowiadającemu sekwencji danego antygenu. Przykładowo używa się nanocząstek z PSMA (prostate specific membrane antigen). Umożliwia to detekcję i obrazowanie komórek nowotworowych 6. W przypadku terapii nowotworowej, która bazuje na zjawisku hipertermii, ciekawą funkcjonalizacją jest dołączenie witaminy C tak, aby nanocząstka stała się nośnikiem. Problemem w przypadku dożylnego podawania witaminy C jest fakt, że jej nadmiar jest bardzo szybko usuwany z organizmu wraz z moczem, ponieważ witamina C rozpuszcza się w wodzie. Nanocząstki mogłyby temu zapobiec poprzez wpuszczenie witaminy C do organizmu dopiero w miejscu nowotworowo zmienionym.. Badania 5 Tamże. 6 Tamże.
5 dowodzą, że hipertermia z zastosowaniem witaminy C z większą skutecznością powoduje zniszczenie komórkek nowotworowych, więc użycie kwasu askorbinowego, przyłączenie innych, dodatkowych elementów niszczących komórki nowotworowe do nanocząstek złota i użycie hipertermii potencjalnie może być bardzo efektywne w walce z rakiem Właściwości nanocząstek złota Jak już wcześniej wspomniano, właściwości nanocząstek są związane z ich rozmiarem i kształtem. Jest to powiązane z energią powierzchniową. Nanomateriały dążą do jak najmniejszej energii powierchniowej, co wpływa na kształt i rozmiar. Energia powierzchniowa ścian jest zależna od nieregularności powierzchni i gęstości powierzchniowej wolnych wiązań. Inaczej mówiąc, nanostruktury dążą do jak najgładszej i najlepiej upakowanej powierzchni, przez co zmienia się ich kształt i rozmiar. W nanostrukturach ważnym elementem, który również jest powiązany z właściwościami, jest powierzchnia. Wiadomo, że powierzchnia złota jest odporna na działanie kwasów i zasad. Wiadomo również, że złoto ma silne powinowactwo do siarki. Związkami, które łączą się ze złotem w temperaturze pokojowej tworząc monowarstwę na jego powierzchni są związki z grupą tiolową -SH. Dzięki temu, przy użyciu tiolanów można dołączać do złota leki, barwniki i inne potrzebne związki. W ten sposób można przyłączać związki, które sprawią, że powierzchnia zostanie naładowana ujemnie lub dodatnio. Taka sytuacja występuje poprzez dołączenie grupy -COOH, która ulega deprotonacji w wodzie do COO -8. Ładunek zebrany na powierzchni jest ważnym elementem w przypadku endocytozy, dlatego, że błona komórkowa przy nieodpowiednim ładunku będzie odpychać nanocząstkę. Również jeśli potencjał na powierzchni nanocząstki ma wartość bezwzględną większą od 30 mv, to nanocząstka jest uważana za stabilną (cząstki odpychają się od siebie nawzajem i nie łączą się w większe struktury). Te wszystkie przykłady pokazują jak ważna jest odpowiednia i świadoma modyfikacja powierzchni nanocząstek. Złoto jest metalem, czyli przewodnikiem elektrycznym. Ze względu na specyfikę wiązań metalicznych, posiada swobodne elektrony, które przy przyłożeniu naprzemiennego potencjału będą oscylować. Naprzemienny potencjał można zapewnić używając fali elektromagnetycznej. W ten sposób dla pewnej, własnej częstotliwości chmury elektronowej uzyska się rezonans. Rysunek obrazujący to zjawisko jest przedstawiony poniżej (Rysunek 2). Jeśli cząstka będzie miała kształt wydłużony wzdłuż strzałek, jak na rysunku powyżej, wtedy chmura elektronów będzie drgała z większą amplitudą. W takim przypadku amplituda drgań jest ściśle powiązana z rozmiarem i kształtem nanocząstki złota. Podobne zależności przebiegają dla nanocząstek o innych kształtach. W sytuacji, kiedy występuje zjawisko rezonansu plazmonów, nasz oscylator absorbuje najwięcej energii. Takie zjawiska najczęściej bada się spektrofotometrem UV-vis-NIR. Przykładowy wynik pomiaru takim urządzeniem został przedstawiony na rysunku 3. 7 Huang C.J., Chiu P.H., Wang Y.H.,. Meen T.H, Yang C. F., Synthesis and characterization of gold nanodogbones by the seeded mediated growth method, Nanotechnology, 2007, Cademartiri L., Ozin G. A., Nanochemia. Podstawowe koncepcje, PWN, Warszawa 2012.
6 Rys.2. Zobrazowanie zjawiska rezonansu plazmonów. Źródło: Rys.3. Przykładowy wynik pomiaru spektrofotometrem UV-vis-NIR. Źródło: Z takiego pomiaru można odczytać maksima absorpcyjne, czyli długość fali dla której zachodzi zjawisko rezonansu. Dwa maksima świadczą o tym, że nanocząstka ma kształt podłużny (nanopręty na rysunku 3). W jednym kierunku jest krótsza, a w drugim dłuższa. Jest do dobry przykład wpływu
7 kształtu nanocząstki na jej właściwości. Kształt nanocząstek można modyfikować za pomocą defektów. Ze zjawiskiem absorpcji wynika również purpurowoczerwony kolor złota koloidalnego. Kolor jest dość ważną cechą, ponieważ jeśli nanocząstki zaczną się do siebie zbliżać to kolor roztworu zmienia się z czerwonego na niebieski. Można w ten sposób gołym okiem zauważyć tak niepożądane w naszym przypadku zjawisko, jakim jest agregacja Hipertermia z wykorzystaniem nanocząstek złota Problemem tradycyjnych terapii przeciwnowotworowych jest to, że czynnik niszczący komórki rakowe również niszczy komórki zdrowe. Częstym problemem jest wytrzymanie chemioterapii czy radioterapii. W związku z tym, dąży się do tego, aby terapie nowotworowe z użyciem nanomateriałów były skuteczne, a jednocześnie niszczyły tylko komórki nowotworowe. Badania na temat terapii nowotworowych z wykorzystaniem nanostruktur idą w dobrym kierunku, ponieważ przeprowadza się coraz więcej prób wczesnoklinicznych Zasada działania hipertermii Hipertermia jest to nieinwazyjna metoda leczenia raka. Komórki nowotworowe poprzez doprowadzenie do nich odpowiednio sfunkcjonalizowanych nanocząstek złota są narażone na wyższe niż normalnie temperatury, które doprowadzają do ich zniszczenia (40-60 o C). Komórki nowotworowe przez swój specyficzny metabolizm są bardziej narażone na działanie hipertermii 10. Jeśli dodamy do tego nanocząstki złota, przez które przepuścimy wiązkę lasera o odpowiedniej długości fali otrzymamy skuteczną broń do walki z rakiem. Długość fali jest dobierana na podstawie widma absorpcji przedstawionego w poprzednim rozdziale. Nanocząstki złota odpowiednio sfunkcjonalizowane potrafią dotrzeć do danego rodzaju nowotworu. Ze względu na cechy komórek nowotworowych (silne ukrwienie, otwory), nanocząstki mogą dotrzeć do ich wnętrza. Ze względu na to, że nanocząstki złota umożliwiają konwersję światła lasera na ciepło, przy naświetlaniu laserem następuje podwyższenie temperatury wokół cząstek złota, co powoduje przerwanie błony komórkowej nowotworu. Wytworzenie ciepła jest skutkiem m.in. odziaływań elektron-fonon i fonon-fonon. Dodatkowo terapia w podwyższonej temperaturze wiąże się z cytotoksycznością w środowisku o niskim ph i małym dotlenieniu. Takie warunki występują w komórkach nowotworowych, ale nie w komórkach zdrowych, więc komórki nowotworowe obumierają 11. Aby wiązka lasera nie zniszczyła zdrowych komórek należy naświetlać tkanki wiązką o długości fali z zakresu bliskiej podczerwieni, dlatego lepszymi od kulistych nanocząstek złota są nanocząstki podłużne, ponieważ mają one maksimum absorbcyjne właśnie w zakresie bliskiej podczerwieni 12. Można przeprowadzić łatwy eksperyment dotyczący przechodzenia światła o długości fali z zakresu podczerwonego przez tkanki. Jeśli sporzy się na swoją dłoń pod słońce to dłoń zdaje się być czerwona. Wynika to stąd, że reszta długości fal jest absorbowana przez tkanki, a światło z zakresu podczerwonego nie jest. 9 Tamże. 10 Huang C.J., Synthesis, dz. cyt. 11 Cademartiri L., Ozin G. A., Nanochemia, dz. cyt. 12 Tamże.
8 Zdobyta przez naukowców wiedza może również zostać wykorzystana do zaprojektowania skutecznej terapii kombinowanej, czyli takiej, która wykorzystuje zjawisko hipertermii z cząstkami złota, chemioterapię i radioterapię Laser w metodologii hipertermi W hipertermii używa się lasera NIR (near-infrared region), ponieważ jego wiązka jest słabo absorbowana przez hemoglobinę i wodę. Jest to tak zwane okno biologiczne, które odpowiada zakresowi nm. Przykładowo otrzymana przez naukowców głębokość penetracji wiązki wynosiła 4-6 mm (w przypadku guza podskórnego po wstrzyknięciu nanocząstek rdzeń-powłoka krzemzłoto bezpośrednio do nowotworu). Komórki naświetlano laserem ciągłym NIR o parametrach: długość fali 820 nm, gęstość mocy 4 W/cm 2, wielkość plamki 5 mm i czas ekspozycji 6 min. Preferuje się jednak używanie lasera pracującego w trybie impulsowym. Laser impulsowy ze względu na swój tryb pracy pozwala na bardziej efektywną konwersję fototermiczną. Jak się okazało, przerwa pomiędzy impulsami jest dogodnym czasem na relaksację elektron-fonon. Ponadto, energia promieniowania lasera femtosekundowego przypadająca na nanocząstkę jest mniejsza niż w przypadku lasera ciągłego. Dlatego użyto impulsowego lasera femtosekundowego NIR o mocy 0,75 mw in vitro zamiast używać lasera ciągłego, którego moc osiągała aż 6 mw przy tych samych efektach. Ogrzewanie laserem jest zależne od intensywności naświetlania, przekroju absorpcyjnego nanocząstek złota oraz rozkładu i koncentracji nanocząstek w tkance. Aby uzyskać najlepsze wyniki wykonuje się modele komputerowe takich doświadczeń. Dzięki temu okazało się, że nanocząstki mają tendencję do gromadzenia się w węższych przestrzeniach guza. Problemy związane z dotarciem do guza mogą być rozwiązane przez metody endoskopowe lub włókna optyczne. Inne źródła, które mogą być wykorzystywane zamiast światła laserowego to ablacja prądem o częstotliwościach radiowych lub ciecze magnetyczne wraz z polem magnetycznym 13. Jednym z problemów związanych z działaniem lasera, nad którym naukowcy nadal pracują jest to, że używane złoto zmienia kształt pod wpływem jego światła, co zmienia jego właściwości Rodzaje nanocząstek w hipertermii Ze względu na swoje właściwości, naukowcy badają różne rodzaje nanocząstek złota tak, aby uzyskać te najmniej szkodzące zdrowiu i najbardziej skuteczne. Różnią się one kształtem, rozmiarem, wielkością i strukturą. Odkryto też, że często różne cząstki działają na różne guzy. Stuktury rdzeń-powłoka i krzem-złoto są złożone z krzemowego rdzenia i cienkiej powłoki złota. Dzięki zmianie grubości złotej powłoki i jej rdzenia można uzyskać zakres rezonansu od długości fali światła widzialnego do bliskiej podczerwieni. Są syntezowane przy pomocy metody seed-mediated growth, gdzie ziarna złota koloidalnego są przyłączane do wcześniej otrzymanych krzemowych rdzeni, a następnie dookoła rdzeni tworzy się z ziaren złota powłoka. Ten rodzaj nanocząstek był testowany w badaniach in vitro raka piersi, prostaty, mózgu i wątroby. Ponadto są one skuteczne w walce z guzami podskórnymi u myszy i psów. W przeciwieństwie do reszty nanocząstek, większe nanocząstki rdzeń-powłoka krzem-złoto mogą być stosowane w obrazowaniu, ale ze względu na ich rozmiar są 13 Kennedy L. C., Bickford L. R., Lewinski N. A., Hu Y., Day E. S., West J. L., Drezek R. A., A New Era for Cancer Treatment: Gold-Nanoparticle - Mediated Thermal Therapie, Small, 2010, 20, s
9 problemy z zastosowaniem ich jako nośników, ponieważ dołączenie substancji transportującej zwiększa rozmiary transportera. Nanopręty złota są mniejsze niż wyżej opisane cząstki. Ich zaletą jest rozmiar porównywalny do złota koloidalnego 10 nm x 50 nm. Mają wysoki współczynnik absorpcji. Badanie UV-vis-NIR ujawnia, że mają dwa maksima absorpcji w kierunku podłużnym i poprzecznym. W kierunku poprzecznym maksimum wypada na około 520 nm, a w kierunku podłużnym jest przestrajalne od wartości światła widzialnego do NIR. Nanopręty są skuteczne w leczeniu raka płaskonabłonkowego i raka jelita grubego u myszy. Mogą być stosowane w obrazowaniu jako sondy, wzmacniają kontrast w mikroskopii pola ciemnego i mikroskopii dwufotonowej. Problemem jest fakt, że nanopręty zmieniają kształt na kulisty pod wpływem intensywnego naświetlania laserem. Niestety w ten sposób można utracić kształt zapewniający wykorzystanie światła z zakresu podczerwonego, czyli bezpiecznego dla zdrowych komórek. Na szczęście zjawisko to również zależy od powierzchni cząstek, czyli odpowiednia funkcjonalizacja może zapobiec zmianie kształtu pod wpływem światła lasera. Dyfuzja ciepła przez powierzchnię pokrywającą nanocząstkę (np. polimer PEG) może albo nasilić albo hamować proces zmiany kształtu. Małe nanocząstki złota to grupa składająca się z nanocząstek złoto-siarczek złota, pustych w środku złotych nanopowłok i złotych nanoklatek. Są one przebadane w badaniach in vivo jako nośniki głównie leków. Nanocząstki siarczkowe mają rozmiar 25 nm i są mniejsze niż wspomniane wcześniej struktury typu rdzeń-powłoka (złoto-krzem). Są one wytwarzane przez redukcję kwasu chlorozłotowego używając siarczku sodu. Po syntezie należy obmyć nanocząstki, aby uzyskać złoto koloidalne. Ten rodzaj cząstek wykazuje jedno maksimum absorpcji przy 520 nm, a drugie w zakresie NIR. Istnieje pewna nieścisłość związana ze strukturą tych cząstek. Jedni naukowcy opisują je jako strukturę rdzeń-powłoka, gdzie rdzeń to siarczek złota, a powłoka to cienka warstwa złota, a inni jako złoty rdzeń z siarczkową powłoką. Ważne jest to, że ich widmo absorpcji jest odpowiednie do zastosowania w terapii nowotworowej. Było to potwierdzone w badaniu komórek raka prostaty. Bazując na teorii Mie udowodniono, że poziom absorpcji tych cząstek wynosi 98%. Najczęściej ten rodzaj nanostruktur ma rozmiar rdzenia około nm i powłoki 3-6 nm. Drugim typem nanocząstek wspomnianym w tym rozdziale są puste nanopowłoki. Średnica przestrzeni wewnątrz wynosi maksymalnie 30 nm, a powłoka ma około 8 nm grubości. Takie nanostruktury można otrzymać przez wytworzenie nanocząstek kobaltu lub srebra i późniejsze utlenienie ich w kwasie chlorozłotowym. Nanopowłoki były badane pod kątem leczenia czerniaka. Ten rodzaj cząstek, poza zastosowaniem w terapii nowotworowej, może być używany jako nośnik leków lub enzymów. Ostatni przykład nanostruktury to złote nanoklatki. Są syntezowane najpierw przez wytworzenie srebrnego templatu, a potem zastąpienie templatu przez złoto odpowiednio, jak w pustych nanopowłokach. Ich maksimum absorpcji mieści się między 400 nm a 1200 nm, a ich rozmiar to nm. Poza zastosowaniem w leczeniu raka piersi i glejaka, te cząstki są badane pod kątem konstrastu do optycznej tomografii koherencyjnej (Optical Coherence Tomography OCT). Kuliste nanocząstki złota są łatwe do wytworzenia poprzez redukcję kwasu chlorozłotowego. Jednak dużą wadą tych cząstek jest jedno maksimum absorpcji około 530 nm. Jest on poza oknem biologicznym, co oznacza, że światło lasera działa również na zdrowe tkanki. Kuliste nanocząstki złota badano w celu sprawdzenia, czy ten rodzaj nanostruktur jest w stanie zniszczyć nowotwór jamy ustnej. Użyto lasera argonowego o długości fali 514 nm, co odpowiada nanocząstkom o rozmiarze 40 nm.
10 Udowodniono, że komórki raka z tymi cząstkami zostały zniszczone laserem o mocy 2-3 razy mniejszej niż potrzeba do zniszczenia zdrowych komórek. Aby otrzymać maksimum absorpcji w NIR potrzeba spowodować aglomerację lub agregację nanocząstek sferycznych. Przy takich połączonych strukturach moc lasera niszczącego komóki nowotworowe jest 20 raz mniejsza od mocy potrzebnej do zniszczenia komórek zdrowych. Cząstki niezagregowane wprowadza się do komórek raka, a przez endocytozę dostają się one do środka komórki. Nanocząstki znajdują się blisko siebie w endosomach tworząc struktury mające maksimum absorpcyjne w NIR. Przez użycie lasera impulsowego tworzą się dookoła powstałych klastrów bąbelki nieodwracalnie niszcząc komórkę. Ponadto te bąbelki są wykrywalne przez mikroskopy fototermiczne. Te struktury były badane pod kątem walki z białaczką i rakiem piersi 14. Jest to rodzaj terapii termicznej tzw. terapia fotodynamiczna. 3. Toksyczność nanocząstek złota Poza cudownymi właściwościami nanocząstek, wykazują one niestety również cytotoksyczność często związaną właśnie z ich właściwościami. Przeprowadzono test na embrionalnych komórkach macierzystych (EST). Jest to standardowy test do sprawdzenia toksyczności. Nanocząstki złota o rozmiarze około 5 nm umieszczono w komórkach na okres 5 dni. Okazało się, że wywołują one stres oksydacyjny i są toksyczne dla omułek przy koncentracji 750 ppb po 24 h. Pozostałości cytrynianu sodu, który jest używany jako stabilizator i reduktor, również są toksyczne dla linii komórek pęcherzykowych. Cytrynian wpływa nie tylko negatywnie na żywotność komórek, ale też na ich namnażanie. Mniejszą cytotoksyczność wykazują nanocząstki pokryte polikaprolaktonem (PCL). Cytotoksyczność jest zależna od rozmiaru, kształtu, dawki i funkcjonalizacji nanocząstek. Przykładowo nanocząstki złota pokryte PEG o rozmiarach 13 nm w badaniach in vivo u myszy wywołały ostre zapalenie i apoptozę w wątrobie. Efekty cytotoksyczności były minimalizowane przez funkcjonalizację peptydami 15. Ogólnie, sferyczne nanocząstki złota wywołują niewielką toksyczność in vitro, redukując 15% żywotności komórek przy koncentracji 200 mg/l po 24 h. Poza rozmiarem, kształtem i funkcjonalizacją na cytotoksyczność również wpływa ładunek nanocząstek. Udowodniono, że te z ładunkiem dodatnim są bardziej toksyczne od tych z ładunkiem ujemnym 16. Podsumowanie Coraz więcej ludzi choruje na raka. Tradycyjne terapie nowotworowe takie, jak chemioterapia i radioterapia są skrajnie dalekie od doskonałości i nieskuteczne. Powodują komplikacje, złe samopoczucie, wycieńczenie organizmu i z czasem śmierć. Dodatkowo są drogie. Naukowcy postarali się stawić czoła tym problemom i odpowiedzią na nie są terapie nowotworowe z użyciem nanocząstek m.in. złota, tlenków żelaza i innych. Te terapie mają dużo więcej zalet niż tradycyjne, ale jednak nadal mają ważne wady. Nadal się pracuje nad nimi i coraz więcej wad zostaje zniwelowanych. W przypadku badania i odkrywania nowych terapii i nanocząstek w nich używanych, ważna jest wiedza, technologia, pieniądze, ale również wyobraźnia, która często jest jedynym naszym ograniczeniem. 14 Tamże, s Tiwari P. M., Vig K., Dennis V. A., Singh S. R., Functionalized Gold nanoparticles and their biomedical applications, Nanomaterials, 2011, 1, s Kennedy L. C., A New, dz. cyt., s
11 Bibliografia 1. Cademartiri L., Ozin G. A., Nanochemia. Podstawowe koncepcje, PWN, Warszawa Chen Po C., Mwakwari S. C., Oyelere A. K., Gold nanoparticles: From nanomedicine to nanosensing, Nanotechnology, Science and Aplications, 2008, 1 3. Huang C.J., Chiu P.H., Wang Y.H., Meen T.H, Yang C. F., Synthesis and characterization of gold nanodogbones by the seeded mediated growth method, Nanotechnology, 2007, Kennedy L. C., Bickford L. R., Lewinski N., Hu Y., Day E. S., West J. L., Drezek R. A., A New Era for Cancer Treatment: Gold-Nanoparticle- Mediated Thermal Therapies, Small, 2010, Tiwari P. M., Vig K., Dennis V. A., Singh S. R., Functionalized Gold nanoparticles and their biomedical applications, Nanomaterials, 2011, 1 6. Zhao P., Li N., Astruc D., State of the art in gold nanoparticle synthesis, Coordination Chemistry Reviews, 2013, 257
Nanotechnologie w diagnostyce
Nanotechnologie w diagnostyce Diagnostyka endoskopowa Nanotechnologie mogą być przydatne w diagnostyce niedostępnych miejsc w badaniach endoskopowych. Temu mogą służyć mikrokamery wielkości antybiotyku,
Bardziej szczegółowoNiezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita
Niezwykłe światło ultrakrótkie impulsy laserowe Laboratorium Procesów Ultraszybkich Zakład Optyki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego Światło Fala elektromagnetyczna Dla światła widzialnego długość
Bardziej szczegółowoNanopory oszczędność energii? Fizyka Medyczna IV Magdalena Woźny Maria Śreniawska
Nanopory oszczędność energii? Fizyka Medyczna IV Magdalena Woźny Maria Śreniawska Za gorąco? Organizm ludzki jest prawie idealnym emiterem promieniowania cieplnego w podczerwieni. Konwencjonalne materiały,
Bardziej szczegółowoZespolona funkcja dielektryczna metalu
Zespolona funkcja dielektryczna metalu Przenikalność elektryczna ośrodków absorbujących promieniowanie elektromagnetyczne jest zespolona, a także zależna od częstości promieniowania, które przenika przez
Bardziej szczegółowoI. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
Bardziej szczegółowoSynteza nanocząstek Ag i pomiar widma absorpcyjnego
Synteza nanocząstek Ag i pomiar widma absorpcyjnego Nanotechnologia jest nową, interdyscyplinarną dziedziną nauki łączącą osiągnięcia różnych nauk (m. in. chemii, biologii, fizyki, mechaniki, inżynierii)
Bardziej szczegółowoWykorzystanie Grafenu do walki z nowotworami. Kacper Kołodziej, Jan Balcerak, Justyna Kończewska
Wykorzystanie Grafenu do walki z nowotworami Kacper Kołodziej, Jan Balcerak, Justyna Kończewska Spis treści: 1. Co to jest grafen? Budowa i właściwości. 2. Zastosowanie grafenu. 3. Dlaczego może być wykorzystany
Bardziej szczegółowoDane mikromacierzowe. Mateusz Markowicz Marta Stańska
Dane mikromacierzowe Mateusz Markowicz Marta Stańska Mikromacierz Mikromacierz DNA (ang. DNA microarray) to szklana lub plastikowa płytka (o maksymalnych wymiarach 2,5 cm x 7,5 cm) z naniesionymi w regularnych
Bardziej szczegółowoMechanizm działania terapii fotodynamicznej w diagnozowaniu i leczeniu nowotworów. Anna Szczypka Aleksandra Tyrawska
Mechanizm działania terapii fotodynamicznej w diagnozowaniu i leczeniu nowotworów Anna Szczypka Aleksandra Tyrawska Metody fotodynamiczne PDT Technika diagnostyczna i terapeutyczna zaliczana do form fotochemioterapii
Bardziej szczegółowoWielomodowe, grubordzeniowe
Wielomodowe, grubordzeniowe i z plastykowym pokryciem włókna. Przewężki i mikroelementy Multimode, Large-Core, and Plastic Clad Fibers. Tapered Fibers and Specialty Fiber Microcomponents Wprowadzenie Włókna
Bardziej szczegółowoPL B1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, KRAKÓW, PL BUP 08/07
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 205765 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 377546 (51) Int.Cl. C25B 1/00 (2006.01) C01G 5/00 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data
Bardziej szczegółowoPL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 03/06
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 205845 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 369320 (22) Data zgłoszenia: 28.07.2004 (51) Int.Cl. C25B 1/00 (2006.01)
Bardziej szczegółowo!!!DEL są źródłami światła niespójnego.
Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji
Bardziej szczegółowoJaki pożytek mamy z nanotechnologii? Nanomateriały w leczeniu chorób nowotworowych.
Jaki pożytek mamy z nanotechnologii? Nanomateriały w leczeniu chorób nowotworowych. prof. nadzw. dr hab. Jarosław Grobelny Katedra Technologii i Chemii Materiałów Uniwersytet Łódzki 90-236, Łódź Akademia
Bardziej szczegółowoŹródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów. Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18
Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18 Lampy: a) szerokopasmowe, rozkład Plancka 2hc I( λ) = 5 λ 2 e 1 hc λk T B
Bardziej szczegółowoSpektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności
Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Spektroskopia, a spektrometria Spektroskopia nauka o powstawaniu
Bardziej szczegółowoOZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS
OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące
Bardziej szczegółowoPomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła
Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Bardziej szczegółowoCzy można zastosować ultradźwięki do niszczenia tkanki nowotworowej?
Czy można zastosować ultradźwięki do niszczenia tkanki nowotworowej? Bezpośrednie działanie mało efektywne, efekty uboczne ( T), problemy z selektywnością In vitro działanie na wyizolowane DNA degradacja
Bardziej szczegółowoJan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM
Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM Światło słoneczne jest mieszaniną fal o różnej długości i różnego natężenia. Tylko część promieniowania elektromagnetycznego
Bardziej szczegółowoSpektroskopia modulacyjna
Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,
Bardziej szczegółowoWłaściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ
Właściwości optyczne Oddziaływanie światła z materiałem hν MATERIAŁ Transmisja Odbicie Adsorpcja Załamanie Efekt fotoelektryczny Tradycyjnie właściwości optyczne wiążą się z zachowaniem się materiałów
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 13 Temat: Biostymulacja laserowa Istotą biostymulacji laserowej jest napromieniowanie punktów akupunkturowych ciągłym, monochromatycznym
Bardziej szczegółowoWprowadzenie do technologii HDR
Wprowadzenie do technologii HDR Konwersatorium 2 - inspiracje biologiczne mgr inż. Krzysztof Szwarc krzysztof@szwarc.net.pl Sosnowiec, 5 marca 2018 1 / 26 mgr inż. Krzysztof Szwarc Wprowadzenie do technologii
Bardziej szczegółowoSpektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie
Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Streszczenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego jest jedną z technik spektroskopii absorpcyjnej mającej zastosowanie w chemii,
Bardziej szczegółowoSpis treści. UTK Urządzenia Techniki Komputerowej. Temat: Napędy optyczne
Spis treści Definicja...2 Budowa ogólna...3 Silnik krokowy budowa...4 Silnik liniowy budowa...4 Budowa płyty CD...5 1 Definicja Napęd optyczny jest to urządzenie, które za pomocą wiązki lasera odczytuje
Bardziej szczegółowoMetody optyczne w medycynie
Metody optyczne w medycynie Podstawy oddziaływania światła z materią E i E t E t = E i e κ ( L) i( n 1)( L) c e c zmiana amplitudy (absorpcja) zmiana fazy (dyspersja) Tylko światło pochłonięte może wywołać
Bardziej szczegółowoBadanie nanostruktur plazmonicznych do zastosowań w fotowoltaice
Badanie nanostruktur plazmonicznych do zastosowań w fotowoltaice Zbigniew Starowicz Promotor: dr hab. Marek Lipiński, prof. PAN Promotor pomocniczy: dr inż. Kazimierz Drabczyk Instytut Metalurgii i Inżynierii
Bardziej szczegółowoPonadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:
Zastosowanie laserów w Obrazowaniu Medycznym Spis treści 1 Powtórka z fizyki Zjawisko Interferencji 1.1 Koherencja czasowa i przestrzenna 1.2 Droga i czas koherencji 2 Lasery 2.1 Emisja Spontaniczna 2.2
Bardziej szczegółowoWykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
Wykład XIV: Właściwości optyczne JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Treść wykładu: Treść wykładu: 1. Wiadomości wstępne: a) Załamanie
Bardziej szczegółowoLASER VARILITE 532/940 NM SYSTEM LASEROWY DO USUWANIA ZMIAN NACZYNIOWYCH NA TWARZY I KOŃCZYNACH DOLNYCH, ZMIAN PIGMENTACYJNYCH I SKÓRNYCH
LASER VARILITE 532/940 NM SYSTEM LASEROWY DO USUWANIA ZMIAN NACZYNIOWYCH NA TWARZY I KOŃCZYNACH DOLNYCH, ZMIAN PIGMENTACYJNYCH I SKÓRNYCH System VariLite firmy Iridex (USA) stanowi kompleksowe rozwiązanie
Bardziej szczegółowoForum BIZNES- NAUKA Obserwatorium. Kliknij, aby edytować styl wzorca podtytułu. NANO jako droga do innowacji
Forum BIZNES- NAUKA Obserwatorium Kliknij, aby edytować styl wzorca podtytułu NANO jako droga do innowacji Uniwersytet Śląski w Katowicach Oferta dla partnerów biznesowych Potencjał badawczy Założony w
Bardziej szczegółowoNanomateriały: właściwości, otrzymywanie i zastosowania. Adriana Zaleska-Medynska. Wykład 1
Nanomateriały: właściwości, otrzymywanie i zastosowania Adriana Zaleska-Medynska Wykład 1 Program wykładu 1 1. Klasyfikacja nanomateriałów 2. Metody otrzymywania nanomateriałów 3. Metody otrzymywania monokryształów
Bardziej szczegółowoCiało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.
1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu
Bardziej szczegółowoSKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?
SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI Wydajność izolacji- ilość otrzymanego kwasu nukleinowego Efektywność izolacji- jakość otrzymanego kwasu nukleinowego w stosunku do ilości Powtarzalność izolacji- zoptymalizowanie procedury
Bardziej szczegółowoPL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 18/15. HANNA STAWSKA, Wrocław, PL ELŻBIETA BEREŚ-PAWLIK, Wrocław, PL
PL 224674 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 224674 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 409674 (51) Int.Cl. G02B 6/02 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia:
Bardziej szczegółowoPopularne współczesne źródła światła dla medycyny
Popularne współczesne źródła światła dla medycyny 1. Lampy termiczne na ogół emitują szerokie widma i wymagają stosowania filtrów spektralnych 2. Diody luminescencyjne(ledy) Light Emitting Diodes) - małe
Bardziej szczegółowoMikroskopia fluorescencyjna
Mikroskopia fluorescencyjna Mikroskop fluorescencyjny to mikroskop świetlny, wykorzystujący zjawisko fluorescencji większość z nich to mikroskopy tzw. epi-fluorescencyjne zjawisko fotoluminescencji: fluorescencja
Bardziej szczegółowoWidmo promieniowania
Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,
Bardziej szczegółowoWłasności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?
Własności optyczne materii Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Właściwości optyczne materiału wynikają ze zjawisk: Absorpcji Załamania Odbicia Rozpraszania Własności elektrycznych Refrakcja
Bardziej szczegółowoProgram studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2015/16
Program studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2015/16 Semestr 1M Przedmioty minimum programowego na Wydziale Chemii UW L.p. Przedmiot Suma godzin Wykłady Ćwiczenia Prosem.
Bardziej szczegółowodr Rafał Szukiewicz WROCŁAWSKIE CENTRUM BADAŃ EIT+ WYDZIAŁ FIZYKI I ASTRONOMI UWr
dr Rafał Szukiewicz WROCŁAWSKIE CENTRUM BADAŃ EIT+ WYDZIAŁ FIZYKI I ASTRONOMI UWr WYTWARZANIE I ZASTOSOWANIE NANOCZĄSTEK O OKREŚLONYCH WŁAŚCIWOŚCIACH WROCŁAWSKIE CENTRUM BADAŃ EIT+ WIELKOŚCI OBSERWOWANYCH
Bardziej szczegółowoKwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale
Bardziej szczegółowoZadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość
strona 1/11 Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość Monika Gałkiewicz Zad. 1 () Przedstaw pełną konfigurację elektronową atomu pierwiastka
Bardziej szczegółowoLINSCAN. BTL Polska Sp. z o.o. ul. Leonidasa 49 02-239 Warszawa tel. 22 667 02 76 fax 22 667 95 39 btlnet@btlnet.pl www.btlestetyka.
LINSCAN LINSCAN Najefektywniejszy laser diodowy do epilacji BTL Polska Sp. z o.o. ul. Leonidasa 49 02-239 Warszawa tel. 22 667 02 76 fax 22 667 95 39 btlnet@btlnet.pl www.btlestetyka.pl Wszystkie prawa
Bardziej szczegółowoUMO-2011/01/B/ST7/06234
Załącznik nr 9 do sprawozdania merytorycznego z realizacji projektu badawczego Szybka nieliniowość fotorefrakcyjna w światłowodach półprzewodnikowych do zastosowań w elementach optoelektroniki zintegrowanej
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej
Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej 1. Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 2006 1. Wstęp Pomiar profilu wiązki
Bardziej szczegółowoNaprężenia i odkształcenia spawalnicze
Naprężenia i odkształcenia spawalnicze Cieplno-mechaniczne właściwości metali i stopów Parametrami, które określają stan mechaniczny metalu w różnych temperaturach, są: - moduł sprężystości podłużnej E,
Bardziej szczegółowoEnergia emitowana przez Słońce
Energia słoneczna i ogniwa fotowoltaiczne Michał Kocyła Problem energetyczny na świecie Przewiduje się, że przy obecnym tempie rozwoju gospodarczego i zapotrzebowaniu na energię, paliw kopalnych starczy
Bardziej szczegółowoPrzemiana materii i energii - Biologia.net.pl
Ogół przemian biochemicznych, które zachodzą w komórce składają się na jej metabolizm. Wyróżnia się dwa antagonistyczne procesy metabolizmu: anabolizm i katabolizm. Szlak metaboliczny w komórce, to szereg
Bardziej szczegółowoMikroskopia konfokalna: techniki obrazowania i komputerowa analiza danych.
Mikroskopia konfokalna: techniki obrazowania i komputerowa analiza danych. Pracownia Mikroskopii Konfokalnej Instytut Biologii Doświadczalnej PAN Jarosław Korczyński, Artur Wolny Spis treści: Co w konfokalu
Bardziej szczegółowoMateriałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA
Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA Szkło optyczne i fotoniczne, A. Szwedowski, R. Romaniuk, WNT, 2009 POLIKRYSZTAŁY - ciała stałe o drobnoziarnistej strukturze, które są złożone z wielkiej liczby
Bardziej szczegółowoSIRIO GŁĘBOKA STYMULACJA KAWITACYJNA
SIRIO GŁĘBOKA STYMULACJA KAWITACYJNA BTL Polska Sp. z o.o. ul. Leonidasa 49 02-239 Warszawa tel. 22 667 02 76 fax 22 667 95 39 btlnet@btlnet.pl www.btlnet.pl Wszystkie prawa zastrzeżone. Pomimo tego, że
Bardziej szczegółowoPolitechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot: BIOMATERIAŁY. Metody pasywacji powierzchni biomateriałów. Dr inż. Agnieszka Ossowska
BIOMATERIAŁY Metody pasywacji powierzchni biomateriałów Dr inż. Agnieszka Ossowska Gdańsk 2010 Korozja -Zagadnienia Podstawowe Korozja to proces niszczenia materiałów, wywołany poprzez czynniki środowiskowe,
Bardziej szczegółowoZestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku Elektroradiologia w roku akademickim 2016/2017.
Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku Elektroradiologia w roku akademickim 2016/2017. w1. Platforma elearningowa stosowana na kursie. w2. Metodyka eksperymentu fizycznego - rachunek błędów.
Bardziej szczegółowoNanocząstki srebra w medycynie
IKiFP im. J. Habera PAN Nanocząstki srebra w medycynie A. Barbasz, M. Oćwieja, J. Barbasz F U N A N O Nanoczastki srebra Błękitna Krew Czas na biologię Linie komórkowe nowotwory w służbie nauki są nieśmiertelne
Bardziej szczegółowoi elementy z półprzewodników homogenicznych część II
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Bardziej szczegółowoLekcja 81. Temat: Widma fal.
Temat: Widma fal. Lekcja 81 WIDMO FAL ELEKTROMAGNETCZNYCH Fale elektromagnetyczne można podzielić ze względu na częstotliwość lub długość, taki podział nazywa się widmem fal elektromagnetycznych. Obejmuje
Bardziej szczegółowoLaser pikselowy i frakselowy różnice i zastosowanie w kosmetologii. Barbara Kierlik Gr. 39Z
Laser pikselowy i frakselowy różnice i zastosowanie w kosmetologii Barbara Kierlik Gr. 39Z Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję Laser to
Bardziej szczegółowoZasady obsadzania poziomów
Zasady obsadzania poziomów Model atomu Bohra Model kwantowy atomu Fala stojąca Liczby kwantowe -główna liczba kwantowa (n = 1,2,3...) kwantuje energię elektronu (numer orbity) -poboczna liczba kwantowa
Bardziej szczegółowoStany skupienia materii
Stany skupienia materii Ciała stałe - ustalony kształt i objętość - uporządkowanie dalekiego zasięgu - oddziaływania harmoniczne Ciecze -słabo ściśliwe - uporządkowanie bliskiego zasięgu -tworzą powierzchnię
Bardziej szczegółowoTermografia. Podstawy fizyczne, zastosowanie i wykorzystanie w medycynie. Rafał Pompka Tomasz Rosmus
Termografia Podstawy fizyczne, zastosowanie i wykorzystanie w medycynie Rafał Pompka Tomasz Rosmus Termografia Termografia to proces obrazowania w paśmie średniej podczerwieni (długości fali od ok. 0,9
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowoEKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?
EKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH Wytrącanie etanolem Rozpuszczenie kwasu nukleinowego w fazie wodnej (met. fenol/chloroform) Wiązanie ze złożem krzemionkowym za pomocą substancji chaotropowych: jodek
Bardziej szczegółowoSKANUJĄCY LASEROWY MIKROSKOP KONFOKALNY
SKANUJĄCY LASEROWY MIKROSKOP KONFOKALNY Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie AGH University of Science and Technology Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii
Bardziej szczegółowoCzym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
Bardziej szczegółowoPierwiastki bloku d. Zadanie 1.
Zadanie 1. Zapisz równania reakcji tlenków chromu (II), (III), (VI) z kwasem solnym i zasadą sodową lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. Określ charakter chemiczny tlenków. Charakter chemiczny tlenków:
Bardziej szczegółowoPDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory
Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego. Zaburzenie to ma charakter fali poprzecznej, w której składowa elektryczna
Bardziej szczegółowoZestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku elektroradiologia w roku akademickim 2017/2018.
Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku elektroradiologia w roku akademickim 2017/2018. w1. Platforma elearningowa stosowana na kursie. w2. Metodyka eksperymentu fizycznego - rachunek błędów.
Bardziej szczegółowoWytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych
Większość struktur niskowymiarowych wytwarzanych jest za pomocą technik epitaksjalnych. Najczęściej wykorzystywane metody wzrostu: - epitaksja z wiązki molekularnej (MBE Molecular Beam Epitaxy) - epitaksja
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Techniki niskotemperaturowe w Inżynierii Mechaniczno Medycznej Zmiana własności ciał w temperaturach kriogenicznych Prowadzący: dr inż. Waldemar Targański Emilia
Bardziej szczegółowoI Pracownia Fizyczna Dr Urszula Majewska dla Biologii
Ćw. 6/7 Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra. Wyznaczanie gęstości ciał stałych metodą hydrostatyczną. 1. Gęstość ciała. 2. Ciśnienie hydrostatyczne. Prawo Pascala. 3. Prawo Archimedesa. 4.
Bardziej szczegółowoPrzejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
Bardziej szczegółowoJAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?
Podstawowe miary masy i objętości stosowane przy oznaczaniu ilości kwasów nukleinowych : 1g (1) 1l (1) 1mg (1g x 10-3 ) 1ml (1l x 10-3 ) 1μg (1g x 10-6 ) 1μl (1l x 10-6 ) 1ng (1g x 10-9 ) 1pg (1g x 10-12
Bardziej szczegółowoWykład 17: Optyka falowa cz.2.
Wykład 17: Optyka falowa cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Interferencja w cienkich warstwach Załamanie
Bardziej szczegółowoNowe możliwości leczenia ostrej białaczki promielocytowej
Nowe możliwości leczenia ostrej białaczki promielocytowej Wiesław Wiktor Jędrzejczak Katedra i Klinika Hematologii, Onkologii i Chorób Wewnętrznych Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego w Warszawie To
Bardziej szczegółowo(57) (19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY PL B1. (73) Uprawniony z patentu: Pokora Ludwik, Pruszków, PL
RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (21) Numer zgłoszenia: 314476 (22) Data zgłoszenia: 27.05.1996 (19) PL (11) 180445 (13) B1 (51) IntCl7 H01S 3/23 H01S
Bardziej szczegółowoOptyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni
Optyczna spektroskopia oscylacyjna w badaniach powierzchni Zalety oscylacyjnej spektroskopii optycznej uŝycie fotonów jako cząsteczek wzbudzających i rejestrowanych nie wymaga uŝycia próŝni (moŝliwość
Bardziej szczegółowoDr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska
Podstawy fizyki Wykład 11 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 3, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2003. K.Sierański, K.Jezierski,
Bardziej szczegółowoNADPRZEWODNIKI WYSOKOTEMPERATUROWE (NWT) W roku 1986 Alex Muller i Georg Bednorz odkryli. miedziowo-lantanowym, w którym niektóre atomy lantanu były
FIZYKA I TECHNIKA NISKICH TEMPERATUR NADPRZEWODNICTWO NADPRZEWODNIKI WYSOKOTEMPERATUROWE (NWT) W roku 1986 Alex Muller i Georg Bednorz odkryli nadprzewodnictwo w złożonym tlenku La 2 CuO 4 (tlenku miedziowo-lantanowym,
Bardziej szczegółowoWpływ alkoholu na ryzyko rozwoju nowotworów złośliwych
Wpływ alkoholu na ryzyko rozwoju nowotworów złośliwych Badania epidemiologiczne i eksperymentalne nie budzą wątpliwości spożywanie alkoholu zwiększa ryzyko rozwoju wielu nowotworów złośliwych, zwłaszcza
Bardziej szczegółowoOpis matematyczny odbicia światła od zwierciadła kulistego i przejścia światła przez soczewki.
Opis matematyczny odbicia światła od zwierciadła kulistego i przejścia światła przez soczewki. 1. Równanie soczewki i zwierciadła kulistego. Z podobieństwa trójkątów ABF i LFD (patrz rysunek powyżej) wynika,
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 8
Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Ładunek elektryczny Grecy ok. 600 r p.n.e. odkryli, że bursztyn potarty o wełnę przyciąga inne (drobne) przedmioty. słowo
Bardziej szczegółowoZaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka materialnego A. B.
Imię i nazwisko Pytanie 1/ Zaznacz właściwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi podłużnymi Pytanie 2/ Zaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka
Bardziej szczegółowoAFM. Mikroskopia sił atomowych
AFM Mikroskopia sił atomowych Siły van der Waalsa F(r) V ( r) = c 1 r 1 12 c 2 r 1 6 Siły van der Waalsa Mod kontaktowy Tryby pracy AFM związane z zależnością oddziaływania próbka ostrze od odległości
Bardziej szczegółowoOptyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka).
Optyka geometryczna Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka). Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako
Bardziej szczegółowoUMO-2011/01/B/ST7/06234
Załącznik nr 5 do sprawozdania merytorycznego z realizacji projektu badawczego Szybka nieliniowość fotorefrakcyjna w światłowodach półprzewodnikowych do zastosowań w elementach optoelektroniki zintegrowanej
Bardziej szczegółowoCHOLESTONE NATURALNA OCHRONA PRZED MIAŻDŻYCĄ. www.california-fitness.pl www.calivita.com
CHOLESTONE NATURALNA OCHRONA PRZED MIAŻDŻYCĄ Co to jest cholesterol? Nierozpuszczalna w wodzie substancja, która: jest składnikiem strukturalnym wszystkich błon komórkowych i śródkomórkowych wchodzi w
Bardziej szczegółowo(półprzewodnikowego) lasera Katana LaserSoft w chirurgii refrakcyjnej
Zastosowanie stałokrystalicznego (półprzewodnikowego) lasera Katana LaserSoft w chirurgii refrakcyjnej Matteo Piovella, Fabrizio I. Camesasca i Barbara Kusa Zastosowanie techniki laserowej w chirurgii
Bardziej szczegółowoh λ= mv h - stała Plancka (4.14x10-15 ev s)
Twórcy podstaw optyki elektronowej: De Broglie LV. 1924 hipoteza: każde ciało poruszające się ma przyporządkowaną falę a jej długość jest ilorazem stałej Plancka i pędu. Elektrony powinny więc mieć naturę
Bardziej szczegółowoSynteza nanocząstek magnetycznych pokrytych modyfikowaną skrobią dla zastosowań biomedycznych
Synteza nanocząstek magnetycznych pokrytych modyfikowaną skrobią dla zastosowań biomedycznych mgr Katarzyna Węgrzynowska-Drzymalska Katedra Chemii i Fotochemii Polimerów Wydział Chemii Uniwersytet Mikołaja
Bardziej szczegółowoLiniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych. Summer 2012, W_11
Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych Summer 2012, W_11 Mikrowytwarzanie (Microfabrication) Polimeryzacja rodnikowa akrylanów - słaba kontrola nad dyfuzją i czułość na obecność
Bardziej szczegółowoWłaściwości kryształów
Właściwości kryształów Związek pomiędzy właściwościami, strukturą, defektami struktury i wiązaniami chemicznymi Skład i struktura Skład materiału wpływa na wszystko, ale głównie na: właściwości fizyczne
Bardziej szczegółowodr inż. Beata Brożek-Pluska SERS La boratorium La serowej
dr inż. Beata Brożek-Pluska La boratorium La serowej Spektroskopii Molekularnej PŁ Powierzchniowo wzmocniona sp ektroskopia Ramana (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Cząsteczki zaadsorbowane na chropowatych
Bardziej szczegółowoNMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan
NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan Spis zagadnień Fizyczne podstawy zjawiska NMR Parametry widma NMR Procesy relaksacji jądrowej Metody obrazowania Fizyczne podstawy NMR Proton, neutron,
Bardziej szczegółowoSAUNA INFRARED: PODCZERWIEŃ BLISKA VS PODCZERWIEŃ DALEKA
SAUNA INFRARED: PODCZERWIEŃ BLISKA VS PODCZERWIEŃ DALEKA http://drlwilson.com/articles/saunas-near%20vs.%20far%20i.htm dr Lawrence Wilson Pażdziernik 2012, The Center For Development Różnice pomiędzy saunami
Bardziej szczegółowoSpektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni
Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni z Efekt Ramana (1922, CV Raman) I, ν próbka y Chandra Shekhara Venketa Raman x I 0, ν 0 Monochromatyczne promieniowanie o częstości ν 0 ulega rozproszeniu
Bardziej szczegółowoŚwiatło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Bardziej szczegółowoOTRZYMYWANIE NANOCZĄSTEK ZŁOTA, SREBRA I MIEDZI METODĄ REDUKCJI CHEMICZNEJ
Aktualizacja: 29.09.2015 r. OTRZYMYWANIE NANOCZĄSTEK ZŁOTA, SREBRA I MIEDZI METODĄ REDUKCJI CHEMICZNEJ 1. WPROWADZENIE Nanocząstki metali możemy otrzymywać różnymi metodami: chemicznymi, elektrochemicznymi
Bardziej szczegółowo