Le nanotecnologie fotoniche, conosciute meglio con l’abbreviazione di nano fotoniche o nano ottiche, sono un ramo dell’ottica che va a studiare ed elaborare il collegamento, l’azione-reazione tra luci e materiali strutturati in maniera diversa tra loro. Essa quindi va a controllare come reagisce la luce su questi materiali e in base alla risposta ottenuta si potranno intercettare diversi tipi di situazioni. Questo è un passo molto importante per quanto riguarda la medicina, o biomedica in questo caso, dato che applicando questa sofisticata funzionalità sarà possibile trovare in tempi ristretti cellule tumorali o situazioni complicate che scoperte in netto anticipo rispetto ai normali strumenti, potrebbero cambiare lo scenario della medicina, come riportato anche nel sito web Tech 4 Future.
Novità per la biomedica
Novità per quanto riguarda il settore della sensoristica e della diagnostica grazie agli studi che mirano alla manipolazione della luce in modo da poter dar vita e rendere nettamente più chiari e quindi maggiormente utilizzabili i fenomeni derivanti dalla meccanica quantistica che fin’ora non erano mai stati impiegati in sistemi di uso comune, fino ad essere applicati al campo biomedico.
I ricercatori del gruppo di Nano fotonica dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isasi), in collaborazione con l’Istituto di biochimica e biologia cellulare (Cnr-Ibbc) e la Molecular Foundry (Lawrence Berkeley National Laboratory, USA), hanno elaborato e sviluppato insieme uno studio per confinare la luce in un cristallo fotonico, ovvero una superficie periodica nano strutturata che consente di avere delle immagini di alta precisione, talmente alta che mai prima d’ora nessuna tecnologia era riuscita a raggiungere tali risultati.
Svolta anche per le patologie oncologiche
Questa tecnica permette di intercettare ed identificare in maniera diretta le cellule tumorali e questa scoperta rappresenta una svolta, una grandissima innovazione nella diagnostica medica. Inizialmente, come abbiamo esplicato prima, il fenomeno era stato messo a punto per quanto riguarda la meccanica quantistica per l’avvenimento di eventi e fenomeni prima inspiegabili.
Grazie a questa ricerca è stato possibile traslare i risultati ottenuti in tantissimi altri ambiti che riguardano la chimica, la fisica e la medicina, sempre con un’attenta analisi della luce. Gianluigi Zito, ideatore del BIC, Bound State in the Continuum, afferma: “Il fenomeno dei BIC consente di accumulare i fotoni, i quanti dell’energia della luce, in una specifica posizione anche se non vi sono reali barriere fisiche a contenerli”. Questo dà la possibilità di acquisire una vera e propria immagine spaziale del campione da poter correlare con altre informazioni morfologiche dello stesso, come in microscopia. In particolare, nel lavoro questo viene dimostrato su cellule tumorali della prostata. In prospettiva, altri lavori ci consentiranno di dimostrare la versatilità di questa applicazione in molti altri campi della ricerca scientifica”
Come funziona il processo fotonico
Il processo della luce ha inizio da molecole fluorescenti poste alla base del nano sensore, che ha il compito di modificarla in basa al campione che si deve andare ad identificare. La misura viene amplificata a tal punto da mappare in maniera estremamente precisa la superficie della cellula, di qualsiasi natura, e poter quindi capire di cosa si tratta.
Nella fisica questa è una scoperta eccezionale, soprattutto se si abbina questo risultato con altri strumenti come il microscopio per poter ottenere risultati ancora più avanzati. Questo è un nuovo strumento diagnostico, che potrebbe permettere di identificare in tempi molto ristretti anche cellule tumorali.
Mediante la microscopia infatti, e il suo ampliamento con le nuove ricerche e quindi con nuovi risultati, sarà possibile fare un grosso passo avanti nel settore della diagnostica. Applicare le nano tecnologie fotoniche, offre la possibilità di ricevere delle immagini del campione talmente enormi da essere definite spaziali. La biomedica e moltissimi campi della ricerca scientifica potranno ottenere grandi risultati grazie all’applicazione di questa scoperta.