Gouden nanodeeltjes stabieler door er ringen op te zetten

Wetenschappers van de Hokkaido University hebben een manier gevonden om te voorkomen dat gouden nanodeeltjes samenklonteren, wat zou kunnen helpen bij het gebruik ervan als een antikankertherapie.

Door ringvormige synthetische verbindingen aan gouden nanodeeltjes te bevestigen, blijven ze hun essentiële lichtabsorberende eigenschappen behouden, rapporteren onderzoekers van Hokkaido University in het tijdschrift. Nature Communications.

Metalen nanodeeltjes hebben unieke lichtabsorberende eigenschappen, waardoor ze interessant zijn voor een breed scala aan optische, elektronische en biomedische toepassingen. Als ze bijvoorbeeld bij een tumor worden afgeleverd, kunnen ze reageren met toegepast licht om kankerweefsel te doden. Een probleem met deze benadering is echter dat ze gemakkelijk samenklonteren in oplossing, waardoor ze hun vermogen om licht te absorberen verliezen. Deze klontering vindt plaats als reactie op een verscheidenheid aan factoren, waaronder temperatuur, zoutconcentratie en zuurgraad.

Wetenschappers hebben geprobeerd manieren te vinden om ervoor te zorgen dat nanodeeltjes verspreid blijven in hun doelomgevingen. Het afdekken ervan met polyethyleenglycol, ook wel bekend als PEG, is hier relatief succesvol in het geval van gouden nanodeeltjes. PEG is biocompatibel en kan voorkomen dat goudoppervlakken samenklonteren in het laboratorium en in levende organismen, maar er zijn nog verbeteringen nodig.

Toegepast chemicus Takuya Yamamoto en collega’s van de Hokkaido University, de Universiteit van Tokio en het Tokyo Institute of Technology ontdekten dat het mengen van gouden nanodeeltjes met ringvormige PEG, in plaats van met de normaal lineaire PEG, de dispersie aanzienlijk verbeterde. De ‘cyclische PEG’ (c-PEG) hecht zich aan de oppervlakken van de nanodeeltjes zonder er chemische bindingen mee te vormen, een proces dat fysisorptie wordt genoemd. De gecoate nanodeeltjes bleven gedispergeerd wanneer ze werden ingevroren, gevriesdroogd en verwarmd.

Het team testte de met c-PEG bedekte gouden nanodeeltjes bij muizen en ontdekte dat ze langzaam uit het bloed verdwenen en zich beter ophoopten in tumoren in vergelijking met gouden nanodeeltjes bedekt met lineaire PEG. De accumulatie was echter lager dan gewenst, dus de onderzoekers bevelen verder onderzoek aan om de nanodeeltjes voor dit doel te finetunen.

Universitair hoofddocent Takuya Yamamoto maakt deel uit van het Laboratory of Chemistry of Molecular Assemblies aan de Hokkaido University, waar hij de eigenschappen en toepassingen van verschillende cyclische chemische verbindingen bestudeert.