Eine computergestützte Laserbestrahlungs-Apparatur für die Photothermale Therapie (PTT). Aufbau und Erprobung

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2020 im Fachbereich Chemie - Physikalische und Theoretische Chemie, Note: 1,0, Universität Duisburg-Essen, Sprache: Deutsch, Abstract: In der vorliegenden Arbeit soll ein Mess- und Automatisierungssystem für einen vorgegebenen mechanischen Versuchsaufbau entwickelt werden. Dieses soll auf die wissenschaftlichen Forschungsvorhaben in Bezug auf die für die Weiterentwicklung der PTT erforderliche individuelle Parametrierbarkeit eingehen.
In den letzten zwei Jahrzehnten wurde das Potential der Nanotechnologie für diagnostische und therapeutische Zwecke entdeckt und Nanopartikel in der Krebstherapie eingesetzt. Als Nanopartikel werden künstlich hergestellte Partikel bezeichnet, die auf Grund ihres Größenbereich von 1-100 nm, mit dem sie ähnliche Dimensionen wie Proteine (Enzyme, Antigene, Antikörper), oder die der DNA aufweisen, denen besonderes Interesse in der Biomedizin zukommen. Vor allem Nanopartikel aus Metall, wie Gold, deren Oberfläche sich leicht mit Liganden modifizieren lässt und besondere optische und physikochemische Eigenschaften aufweisen, ermöglichen nicht nur den Einsatz in der Diagnostik (Lateral Flow Tests), sondern auch in der Therapeutik (Drug-Delivery).
Gold-Nanostäbchen stellen eine besondere Form der Goldnanopartikel dar und sind durch ihr großes Oberflächen-Volumenverhältnis, bei dem das Licht sehr effizient absorbiert und in Hitze umgewandelt werden kann besonders attraktiv für die PTT. Außerdem besitzen Goldnanopartikel die Eigenschaft, dass sich die Lage ihrer LSPR-Bande und somit die Wellenlänge des absorbierten Lichtes, nicht ausschließlich über ihrer Größe, wie es bei sphärischen Goldnanopartikel der Fall ist, sondern ihrem Längen-/Breitenverhältnis bestimmt. Diese Besonderheit ermöglicht es, die LSPR-Bande der Goldnanostäbchen, auch bei kleinen Durchmessern, in den infraroten Bereich zu bewegen, zumal die messbare Lichtstreuung mit größer werdenden Goldnanopartikel teils stark zunimmt. Dies hat einen negativen Einfluss auf den Anteil des absorbierten Lichtes und somit auf die Effizienz des photothermalen Effekts.