Zellchirugie mittels plasmonischer Strukturen an lebenden Zellen mittels Femtosekunden-Laserpulsen

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Die Effekte von Laserstrahlung und metallischen Nanopartikeln eröffnen ein weites Feld neuer Anwendungen, wie beispielsweise der Perforation der Zellmembran zum Einbringen von Makromolekülen. Die Kombination von Laserstrahlung und Nanopartikeln ist eine viel versprechende Methode, die eine besonders schonende Manipulation zulässt. Laserstrahlung kann Plasmonenresonanzen an der Oberfläche des metallischen Nanopartikels induzieren. Befindet sich dieses in unmittelbarer Nähe zur Membran, erzeugt es dort bei Bestrahlung mit ultrakurzen (fs) Laserpulsen eine transiente Pore, die es Makromolekülen wie DNA erlaubt, in die Zelle zu diffundieren. Das Projekt vereint somit Erkenntnisse über die Wechselwirkung von Laserstrahlung und Nanopartikeln mit der Zellchirurgie, für die ein höchst präziser Abtrag von Materie benötigt wird. Der Mechanismus der Wechselwirkung zwischen der Laserstrahlung, den Partikeln und des biologischen Materials wird untersucht. Insbesondere bietet die gastgebende Arbeitsgruppe, die führend im Bereich der laserbasierten Herstellung von Nanopartikeln ist, die Möglichkeit, den Einfluss der Form und der Größe der Partikel auf den Abtrag zu studieren. Die Simulation der Effekte, die in der Arbeitsgruppe etabliert ist, ermöglicht einen ausführlichen Vergleich und eine Abstimmung von numerischen Ergebnissen und experimentellen Parametern.