Posted in | Nanomaterials

Stabiliteit van Nanodeeltjes veranderen afhankelijk van de pH van het milieu

Published on June 10, 2010 at 3:07 AM

Met behulp van een chemische truc die hen in staat stelt de zuurgraad van een oplossing verandering vrijwel direct, heeft een team van het National Institute of Standards and Technology (NIST) toonden een eenvoudige en effectieve techniek voor het kwantificeren hoe de stabiliteit van nanodeeltjes oplossingen veranderen wanneer de zuurgraad van hun omgeving verandert plotseling.

De meetmethode en het probleem bestudeerde maken deel uit van een bredere inspanning op NIST om de milieu-, gezondheid en veiligheid implicaties van nanodeeltjes te begrijpen.

Elke verandering in nanodeeltjes oplosbaarheid met de lokale zuurgraad (pH) van invloed op hoe ze uiteindelijk worden verdeeld in het milieu en hun potentieel voor opname in organismen. Dit is cruciaal bij het ontwerpen van nanodeeltjes voor gebruik in de geneeskunde, verklaart NIST scheikundig ingenieur Vivek Prabhu. "Cellen in het lichaam zijn zeer gecompartimenteerde. Er zijn plaatsen binnen de cel dat heel anders pH hebben. Bijvoorbeeld, in de zee van de cel, het cytosol, pH wordt geregeld op ongeveer 7,2, dat is licht basisch. Maar binnen de lysosoom, dat is waar de dingen graag gaan afgebroken, de pH is ongeveer 4,5, dus het is erg zuur. "

Opeenvolgende reeksen van proeven op NIST laten zien hoe samenklontering van typische nanodeeltjes in een oplossing is afhankelijk van veranderingen in de zuurgraad.

Nanodeeltjes ontworpen voor gebruik in medicijnen of als contrastmiddelen voor medische beeldvorming typisch zijn bekleed met moleculen om de deeltjes te voorkomen dat klonteren samen, wat zou de effectiviteit verminderen. Maar de effectiviteit van de anti-samenklontering coating vaak afhankelijk van de pH van het milieu. Volgens het NIST team, terwijl het relatief eenvoudig om nanodeeltjes in een oplossing bij een bepaalde pH-waarde en de stabiliteit van de suspensie over lange tijd studeren, is het moeilijk om te vertellen wat er gebeurt als de deeltjes plots blootgesteld aan een ander niveau van zuurgraad zo vaak voorkomt in het milieu en de toepassing contexten. Hoe lang duurt het voordat ze reageren op deze verandering en hoe?

"Ons idee leent een deel van de gebruikte materialen in fotolithografie om microschakelingen te maken", zegt Prabhu. "Er zijn moleculen die zuren worden als je schijnen een licht op hen-foto zuur generatoren. Dus in plaats van handmatig gieten zuur in een oplossing en roeren het rond, je begint met een oplossing die al deze moleculen worden gemengd en opgelost. Als je eenmaal schijnen licht op het ... bam! Fotolyse optreedt en wordt het zuur. " De zuurgraad van de oplossing kan worden verwezen naar een belangrijke stap-voor een bedrag gekozen door de experimentator-zonder te wachten voor het mengen of verstoring van de oplossing springen. "Het geeft je een manier om de nanodeeltjes oplossing dynamiek sonde op veel kortere termijnen dan voorheen", zegt Prabhu.

Met behulp van hun "instant acid" techniek en lichtverstrooiing instrumenten om de aggregatie van nanopartikels monitor, de NIST team volgde de groei van clusters van chemisch gestabiliseerd latex nanodeeltjes voor de eerste paar seconden na het induceren van de pH-overgang met licht. Hun resultaten tonen aan dat onder bepaalde voorwaarden, de stabiliteit van de nanodeeltjes-hun neiging om weerstand te bieden klonteren-wordt zeer gevoelig voor pH. Studies zoals deze zou een sterkere basis om nanodeeltjes te ontwerpen voor toepassingen zoals targeting tumorcellen dat het niveau van de zuurgraad sterk verschillen van normale cellen.

Bron: http://www.nist.gov/index.html

Last Update: 5. October 2011 11:55

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit