Nová skupina zlatých nanočástic může sloužit pro biomedicíncké testování

Zlaté nanočástice se stávají více a více důležité pro medicínské využití. Nová studie (Hackley et al. 2011), provedená výzkumníky z National Institue of Standarts and Technology (NIST) a National Cancer Institute's Nanotechnology Characterization Laboratory (NCL), mluví nejen o testovacím prostředí zlatých nanočástic, díky kterému lze pozorovat, jak se malinké částice chovají v biologických systémech, ale také o paradigmatu, jak charakterizovat formulace nanočástic, se kterými vědci pracují.

„Potencionální využití zlatých nanočástic se týká vysoce přesných systémů distribuce léčivých látek po těle nebo zpřesňování diagnostického snímkování," říká chemik Vince Hackley z NIST (Baum, 2011).

Zlato není toxické a může být formováno do částic různých velikostí a tvarů. Jako takové není příliš činné v biologických procesech, ale může hrát svoji roli po připojení funkčních komponentů jako například proteinů nebo specifických molekul, které slouží k nasměrování léčiv například na rakovinové buňky. Nanočástice mají většinou obal, který brání vzájemnému spojování a slouží jako ochrana před imunitním systémem.

„Složení, hustota a stabilita obalu nanočástice má opravdový vliv na bezpečnost, biokompatibilitu a přesnost distribučních systémů, ve kterých hrají nanočástice a nanomateriály svoji roli," říká Anil Patri z NCL (Baum, 2011).

Aby mohli výzkumníci z NIST a NCL provádět studie nanočástic, vytvořili nanočásticové testovací prostředí (angl. test bed) - uniformní, kontrolovatelnou nanočástici s jádrem, která může měnit svůj tvar a velikost a může k ní být připojena prakticky jakýkoli funkční skupina. Výzkumníci tak mohou studovat, co kontrolované variace nanočástic provádějí v biologickém systému.

Testovací systém je založen na pravidelně tvarovaných rozvětvených molekulách, které se nazývají dendrony, podle řeckého výrazu pro strom, svojí stavbou jej totiž připomínají. Chemie dendronů je poměrně nová, rozvíjí se od 80. let 20. století.

„Zlaté nanočástice jsou ideální pro toto použití, protože všechny jednotlivé navázané dendrony jsou vždy stejně velké a mohou měnit své funkce jednoduchým přijímáním funkčních molekul, jak jsou vázány na nanočástici," říká Tae Joon Cho z NIST (Baum, 2011).

Vědecký tým provedl velmi důkladně řadu měření, takže byl schopen obšírně popsat nově vytvořené nanočástice, na jejichž obal se váží dendronové molekuly.

„Neexistuje mnoho protokolů charakterizujících tyto materiály, jejich fyzikální a chemické vlastnosti, stabilitu atd., takže hlavním přínosem našeho výzkumu je sestavení základní série protokolů měření, které můžeme aplikovat na jakýkoliv druh zlaté nanočástice," říká Hackley (Baum, 2011).

Publikovaná studie (Hackley et al., 2011) týmů z NIST a NCL představuje začátek katalogu analytických technik studia nanočástic. Ty zahrnují spektroskopii nukleární magnetické rezonance, UV spektroskopii, rentgenovou fotoelektronovou spektroskopii a další. Stabilita nových nanočástic byla také testována v biologicky relevantních podmínkách, upravené teplotě, kyselosti a různých chemických prostředích. Dalším krokem je in vitro testování v laboratořích.

Autor: Jakub Málek

Použité zdroje:

Originální text studie:

Hackley V A, Cho T J, Zangmeister R A, MacCuspie R I a Patri A K (2011): Newkome-Type Dendron-Stabilized Gold Nanoparticles: Synthesis, Reactivity, and Stability. In Chem. Mater., 2011, 23 (10), pp 2665-2676. DOI: 10.1021/cm200591h. [online] cit. 28. 6. 2011

Připraveno podle:

Baum M (2011): Branch Offices: New Family of Gold-Based Nanoparticles Could Serve as Biomedical 'Testbed'. In Tech Beat. [online]. cit. 28. 6. 2011

Obrazové přílohy:

dendrimer_dendron.jpg: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Graphs.jpg/800px-Graphs.jpg

gold_nanoparticle_with_dendrons: http://www.nist.gov/mml/ceramics/images/11MML021_AuNP_dendrite_LR.jpg