摘要:精确的纳米结构几何形状使纳米传感器能够将光学生物分子传递到活细胞内环境,这对于精确的生物和临床治疗非常有吸引力。然而,由于缺乏设计指南来避免光学力和金属纳米传感器在传递过程中产生的光热之间的固有冲突,利用纳米传感器通过膜屏障进行光学传递仍然很困难。在这里,我们进行了一项数值研究,报告了通过设计纳米结构几何形状来显著增强纳米传感器的光学穿透性,以最小化光热产生以穿透膜屏障。我们表明,通过改变纳米传感器的几何形状,可以最大化穿透深度,同时可以最小化穿透过程中产生的热量。我们通过理论分析证明了角旋转纳米传感器对膜屏障产生的横向应力的影响。此外,我们表明,通过改变纳米传感器的几何形状,最大化纳米颗粒-膜界面处的局部应力场使光学穿透过程增强了四倍。由于其高效率和稳定性,我们预计纳米传感器到特定细胞内位置的精确光学穿透将有利于生物和治疗应用。
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