در سال های اخیر، علاقۀ فزاینده ای به استفاده از نانوذرات پلاسمونی به عنوان منابع حرارتی با قابلیت کنترل از راه دور توسط نور وجود داشته که منجر به ظهور زمینۀ ترموپلاسمونیک شده است. در این راستا نانوفریم های طلا، نانومواد بی نظیری با قابلیت ذاتی برای ایجاد یک اثر حرارتی محدود شده در مقیاس نانو هستند. لذا در این مقاله خواص پلاسمونی و ترموپلاسمونیکی نانوفریم های شش گوشی طلا مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه تغییرات ناشی از برخی پارامترهای تاثیرگذار مانند شکاف میان نانوذرات و فاصلۀ میان مرکز حفره و مرکز نانوفریم ها بر روی میدان الکتریکی موضعی و دمای سطحی نانوفریم ها گزارش شده است.

اهداف: برای اولین‎بار محققان در سال 2003 متوجه شدند پلاسمونیک با استفاده از انتشار تحریک‎شده می‎تواند تقویت شود. همین مفهوم لیزرهای پلاسمونی یا اسپاسر[1] (تقویت پلاسمون سطحی با گسیل تابش القایی) را پدید آورد. اسپاسرها لیزرهایی با مقیاس نانو و زیرطول موج[2] هستند که در زمینه‎های مختلف از‎جمله پزشکی مورد بررسی قرارگرفته‎اند. ازجمله کاربردهای آنها در زمینه پزشکی تشخیص و درمان سرطان و تحویل دارو می‎باشد. در تشخیص سلول‎های سرطانی از سلول‎های سالم، سلول‎های بدخیم[3] با استفاده از نانولیزر اسپاسر با تحریک لیزر خارجی در بافت‎های عمیق هم تشخیص داده می‎شوند. گرافن و نانوتیوب‎های کربنی را می‎توان به‎ سمت سلول‎های سرطانی سوق داد و با تابش لیزر باعث از‎بین‎رفتن سلول‎های سرطانی شد یا از نانوذرات آلومینیوم به‎دلیل خواصی که دارند می‎توان استفاده کرد یا از اسپاسرها می‎توان به‎عنوان روبشگر نوری استفاده کرد، این روبشگرها به سلول‎های در حال گردش‎ (CTCها) بچسبد و آنها را به قطعاتی تبدیل کند. از کاربردهای دیگر این لیزرها، استفاده آنها در تحویل دارو در زمینه پوست می‎باشد که در این روش معایبی که در تحویل دارو از طریق پوست وجود دارند، دیده نمی‎شود. روش بررسی: در کار ارائه‎شده با توجه به مطالعات و تحقیقات انجام‎شده توسط محققان از 2013 لغایت 2021، نانولیزرهای پلاسمونیک یا همان اسپاسرها معرفی شده است. در ادامه، برخی تحقیقات انجام‎شده در زمینه استفاده از نانولیزرها و اسپاسرها جهت تشخیص و درمان برخی بیماری‎ها در پزشکی ارائه شده است. ازجمله این کارها، تشخیص سرطان با لیرزهای پلاسمونیک باعنوان روبشگرنوری برای حدف CTCهای مایعات بدن می‎باشد که در آن خوشه‎ای از اسپاسرهای گرافنی و نانوکربنی در نزدیک سلول قرار گرفته و انرژی بر آن متمرکز‎شده و باعث از‎بین‎رفتن سلول‎های سرطانی بدخیم می‎شوند. از دیگر روش‎های مورد استفاده آنها در تحویل دارو در پوست و سرطان می‎باشد که با استفاده از اسپاسرها می‎توان پلاسمون‎های سطحی را برای انتقال اطلاعات و داروها در مقیاس نانو استفاده کرد و یا از داروهای کپسوله‎شده به‎منظور هدف قراردادن سلول‎های سرطانی استفاده کرد و با تابیدن پالس‎های لیزری کپسول‎ها شکسته‎شده و داروی مورد نظر به داخل سلول آزاد‎شده و اثربخشی بالایی را در تحویل دارو و درمان نشان می‎دهند. یافته ها: با توجه به خواص شناخته‎شده و منحصربه‎ فرد پلاسمونیک و برخی مواد ازجمله نانوتیوب‎های کربنی[4]، نانوپوسته‎ها[5] و برخی دیگر از مواد مورد استفاده در علم نانو، با ادغام لیزرها و این علوم می‎توان به نتایج و یافته‎های قابل توجهی در زمینه پزشکی دست یافت. نتیجه‎ گیری: پیشرفت تکنولوژی بر همه علوم ازجمله پزشکی تاثیر مستقیم می‎گذارد. با ادغام لیزرها و علم پلاسمونیک به نتایج مفید و قابل توجهی در علم پزشکی می‎توان رسید و در آنها بسیاری از معایبی که روش‎های مرسوم دارند، وجود نخواهند داشت. ازجمله موارد استفاده این علم در زمینه تشخیص و درمان سرطان ها و دارورسانی به سلول‎ ها می ‎باشد و استفاده از اسپاسر‎ها در تشخیص سرطان و یا ازطرفی درجهت تحویل دارو باعث بهبود نتایج کار شده است به‎ عنوان مثال افزایش 31 برابری در اثربخشی درمان با توجه به کاهش دوز دارو، زمان مصرف دارو و غیرسمی‎ بودن دارو نسبت به روش های معمول گزارش شده است و در این کار و در ادامه به اختصار بیان شده اند.

گیت های منطقی مبتنی بر موج برهای نوری و بررسی اثرات پلاسمونیک بر آنها در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. اثر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن اثر جدیدی است که در این مقاله برای طراحی گیت های منطقی AND و XOR به عنوان اجزای پایه برای مدار یک نیم جمع کننده نوری مورد بررسی قرار می گیرد. با اعمال پارامتر های محیط، مقدار رسانایی در پتانسیل شیمیایی ev 565/0 طبق معادله رسانایی برابر 4-10 ×936/0 بدست می آید. با توجه به مقدار ثابت گذردهی خلا که برابر یک است و ضخامت گرافن بکار رفته که برابر nm 7/0 است، مقدار قسمت موهومی ضریب دی الکتریک در فرکانس کار Grad/s 7 برابر مقدار تقریبی02/0 بدست می آید. طول موج سیگنال ورودی برابر 55/1 میکرومتر در پتانسیل شیمیایی ev 565/0 درنظر گرفته شده است. پس از اعمال پارامترهای تعریف شده گرافن تحت موج بر پلاسمونیک برای ساختار مورد نظر، نتایج خوبی برای پاسخ دهی به ساختار های منطقی موجود در یک نیم جمع کننده مشاهده می شود. نخستین افزاره طراحی شده، یک ساختار AND پلاسمونی برپایه گرافن است. ضریب عبور توان این سوییچ در شرایط بهینه برای حالت روشن 98/0 است و برای حالت خاموش 55/0 است. سپس، ساختار XOR طراحی شده است که ضریب عبور توان این سوییچ در شرایط بهینه برای حالت روشن 85/0 است و برای حالت خاموش 02/0 است که در مقایسه با کار های انجام شده دارای ویژگی انتقالی حداکثری توان در سیستم مدار یک نیم جمع کننده است.

مقدمه: روش پراکندگی رامان ارتقاء­ یافته ی سطحی (SERS) یکی از روش­ های کارآمد برای شناسایی مقادیر اندک و حتی شناسایی تک مولکول است. با قرار گرفتن گونه­ های مختلف در نزدیکی سطح فلز و یا جذب فیزیکی گونه­ ها به نانوساختارهای فلزی، به علت برهم­ کنش گونه­ ها و پلاسمون­ های سطحی فلز، شدت سیگنال رامان افزایش می­ یابد. از طرفی باکتری سالمونلا در بسیاری از مواد غذایی یافت می­ شود و به­ راحتی می­ تواند رشد کند که شناسایی این باکتری در صنایع غذایی و کشاورزی مورد توجه است که برای شناسایی این باکتری می­ توان استفاده از تکنیک SERS را پیشنهاد کرد. روش بررسی: در این پژوهش، نانوذرات نقره به روش شیمیایی و با استفاده از عامل کاهنده ی­ ساکاروز ساخته شدند، سپس با به­ کارگیری روش چرخشی و نشست نانوذرات نقره روی بستر­ های شیشه­ ای، بسترهای پلاسمونیکی ساخته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی و طیف­ سنجی رامان که تکنیکی غیرمخرب است، آشکارسازی باکتری سالمونلا انجام شد. یافته­ ها: با استفاده از آنالیزهای طیف­ سنجی فرابنفش-مرئی (UV-Vis)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، مشخصه­ های بستر های پلاسمونیکی بررسی شدند و به­ عنوان حسگر زیستی پراکندگی رامان ارتقاء­ یافته ی سطحی (SERS) مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده از بستر پلاسمونیکی سبب می­ شود که به دلیل تشدید پلاسمون­ های سطحی نانوجزایر نقره و پراکندگی نور از جزایر نقره ی میکرومتری، ارتعاش­ های مولکولی باکتری سالمونلا تقویت شوند بنابراین شدت قله­ های ارتعاش­ های مولکولی طیف SERS باکتری سالمونلا نسبت به طیف رامان آن که از حکاکی باکتری روی بستر شیشه­ ای به­ دست می­ آید، قوی­ تر است. بسترهای پلاسمونیکی معرفی­ شده می­ تواند به تشخیص کم­ هزینه و زود­ هنگام بیماری­ های ناشی از باکتری سالمونلا و پاتوژن­ های موجود در مواد غذایی کمک کند. نتیجه­ گیری: از­ آن­ جایی­ که نقره به­ دلیل تشدید پلاسمون­ های سطحی و پراکندگی نور، سیگنال رامان حاصل از مولکول­ های مختلف را بهبود می­ دهد، بستر­ های پلاسمونیکی به­ عنوان بستر فعال در طیف­ سنجی ارتقاء­ یافته ی­ سطحی (SERS) برای آشکارسازی غلظت­ های مختلف باکتری سالمونلا به­ کارگرفته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی که متشکل از نانوجزایر و جزایر میکرومتری نقره هستند می­ توان از اثر تشدید پلاسمون­ های سطحی و اثر پراکندگی نور به­ طور هم­ زمان استفاده کرد و سیگنال رامان باکتری سالمونلا را افزایش داد. با کاهش غلظت باکتری، سیگنال­ های SERS نیز کاهش می­ یابند. برخلاف رامان باکتری­ هایی که روی بستر غیرپلاسمونیکی شیشه قرار دارند در بسترهای پلاسمونیکی، با کاهش غلظت باکتری، شدت قله­ های ارتعاش­ های مولکولی سالمونلا هنوز هم از شدت قابل ملاحظه­ ای برخوردار است که نتیجه ی تحریک ارتعاش­ های مولکولی به­ وسیله ی پلاسمون­ های سطحی و پراکندگی نور از بستر پلاسمونیک است و می­ توان باکتری سالمونلا تا غلظت 102 cfu mL-1 را شناسایی کرد هرچند این بسترهای پلاسمونیکی توانایی شناسایی تک مولکول را ندارد که برای انجام این کار باید از سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کرد که هزینه­ ها را افزایش می­ دهد.

پیش زمینه و هدف: خیارهای دریایی متعلق به شاخه ی خارپوستان هستند. خیارهای دریایی قابل استفاده در صنایع شیلات، غذایی، دارویی و پزشکی می باشند. از سوی دیگر استفاده از نانوذرات فلزی در سیستم تحویل دارو (نانودارو)، چند سالی است که به نوآوری فرم های دوز با بهبود اثرات درمانی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی کمک می کند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی و مقایسه ی فعالیت سمیت سلولی عصاره ی الکلی خیار دریایی گونه Holothuria leocuspilota بر اساس ترکیبات موجود در آن و استفاده از نانوحامل هیبریدی پلاسمونیک در دوزهای مختلف برای درمان سرطان روده ی بزرگ است. مواد و روش کار: این تحقیق به شکل Invitro انجام گرفت. نمونه های Holothuria leocuspilota در سال 1397 از منطقه جزر و مدی جزیره ی لارک جمع آوری و به ظروف پلاستیکی حاوی آب دریا منتقل شد و بعد از شناسایی به منظور اثرات ضد سرطانی عصاره ی استخراجی حاصل از حلال متانول و نانوذره طلا (خریداری شده از شرکت نانو مبنای ایرانیان) بر روی رده ی سلولی سرطانی روده ی بزرگ (HCT116)، با استفاده از روش MTT مطالعه شد. برای آنالیز آماری از فن آنالیز واریانس یک طرفه استفاده شد. یافته ها: نتایج تأثیر سمیت عصاره ها در سه زمان 24 و 48 و 72 ساعت حاکی از وابستگی سمیت به افزایش غلظت عصاره و نانوذره و همچنین افزایش بازه زمانی بود. بطوریکه بهترین نتیجه باگذشت 72 ساعت، با غلظت 500 میکروگرم از عصاره و 9 نانوگرم از نانوذره، به دست آمد. مقدار IC50 گزارش شده در این بازه 125 میکروگرم بر میلی لیتر بود. بحث و نتیجه گیری: به دلیل اثربخشی قابل ملاحظه ی سمیت سلولی عصاره ی متانولی بر روی رده ی سلول سرطانی، ترکیبات این گونه می توانند پس از تخلیص به عنوان کاندیدای مناسبی جهت تولید داروی ضد سرطان استفاده گردند. همچنین می توان از نانوحامل هیبریدی پلاسمونیک که به دلیل خصوصیات قابل توجهی در امر از بین بردن سلول های سرطانی نقش بسزایی داشته، به طور گسترده از آن ها در صنعت پزشکی و داروئی بهره مند شد.