Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Push-to-Haben Gold-Nanopartikel Serve als Biomedical Testbed

Published on June 21, 2011 at 8:23 PM

Gold-Nanopartikel werden immer die ... na ja ... Goldstandard für die medizinisch-Einsatz Nanopartikel. Ein neues Papier von Forschern des National Institute of Standards and Technology (NIST) und dem National Cancer Institute Nanotechnologie Charakterisierung Laboratory (NCL) schlägt nicht nur eine Art von Gold-Nanopartikeln "Testbed" zu erkunden, wie die winzigen Partikel in biologischen Systemen zu verhalten, aber auch ein Paradigma für die, wie Nanopartikel Formulierungen charakterisieren, um zu bestimmen, was Sie gerade arbeiten.

Potenzielle Anwendungen von Gold-Nanopartikeln, sagt NIST-Chemiker Vince Hackley gehören hochpräzise Drug-Delivery-Systeme und diagnostische Bildverstärker. Gold ist ungiftig und kann in Partikel in einer Vielzahl von Größen und Formen gestaltet werden. An sich bedeutet Gold nicht viel biologisch zu tun, aber es kann "funktionalisiert" werden durch das Anbringen, zum Beispiel, protein-basierten Medikamenten zusammen mit Targeting-Moleküle, die Cluster bevorzugt in Krebszellen. Die Nanopartikel werden im Allgemeinen als gut, beschichtet, um sie vor Verklumpen zu verhindern und um eine zügige Abfertigung durch das körpereigene Immunsystem zu vermeiden.

Skizze eines typischen Gold-Nanopartikel eingeschlossen in Dendronen. Ein einzelnes Schwefelatom in der 'root' jedes mehrfach verzweigte dendron Anker an die Gold-Nanopartikel in der Mitte. NIST und NCI / NCL Forscher untersuchen die kleinen Konstrukte als Prüfstand und Basisfahrzeug für viele mögliche biomedizinische Anwendungen. Credit: Cho / NIST

NCL Anil Patri stellt fest, dass die Beschichtung Zusammensetzung, Dichte und Stabilität tief greifende Auswirkungen auf das Nanomaterial Sicherheit, Biokompatibilität (wie gut die Nanopartikel im Körper verteilen), und die Wirksamkeit der Lieferung System haben. "Das Verständnis dieser Parameter durch gründliche Charakterisierung würde es ermöglichen, die Forschung zu entwerfen und zu entwickeln, besser Nanomaterialien", sagt er.

Zur Erleichterung dieser Studien, setzen Sie die NIST / NCL-Team aus, um eine Nanopartikel-Testbed-eine einheitliche, steuerbare Kern-Schale-Nanopartikel, die made-to-order könnte mit präzisen Form und Größe zu erstellen, und zu denen es fast keine potenziell nützliche angebracht werden Funktionalität. Forscher könnten dann untersuchen, wie kontrollierte Variationen in einem biologischen System ergangen ist.

Ihre Studie basiert auf regelmäßig geformten verzweigenden Molekülen namens Dendrone, ein Begriff aus dem griechischen Wort für abgeleitet "Baum". Dendron Chemie ist ziemlich neu, aus den 1980er Jahren. Sie sind hervorragend für diesen Einsatz, sagt NIST-Forscher Tae Joon Cho, weil die einzelnen Dendronen immer die gleiche Größe haben, im Gegensatz zu Polymeren und kann leicht modifiziert werden, um "Payload"-Moleküle tragen. Zur gleichen Zeit, die Spitze der Struktur, der "Baum" trunk-ist zur Bindung leicht auf der Oberfläche eines Gold-Nanopartikel entwickelt.

Das Team hat eine umfassende Reihe von Messungen, so dass sie gründlich könnte beschreiben ihre maßgeschneiderten dendron-beschichtete Nanopartikel. "Es gibt nicht viele Protokolle um zur Charakterisierung dieser Materialien-deren physikalischen und chemischen Eigenschaften, Stabilität, et cetera," Hackley sagt, "ja, ist eines der Dinge, die aus dem Projekt kam eine grundlegende Reihe von Messprotokollen dass wir für jede Art von Gold-basierte Nanopartikel gelten. "

Jede einzelne Messverfahren, sagt er, ist wahrscheinlich nicht ausreichend, um eine Charge von Nanopartikeln beschreiben, weil es wahrscheinlich sein wird unempfindlich gegen einige Größenklassen oder verwirrt durch andere Faktoren, vor allem, wenn die Teilchen in einer biologischen Flüssigkeit sind.

Die neue NIST / NCL Papier bietet die Anfänge eines Katalogs von Analyse-Techniken für das Erhalten einer ausführlichen Lowdown auf Nanopartikel. Diese Techniken umfassen Kernresonanzspektroskopie, Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionisation-Massenspektrometrie, dynamische Lichtstreuung, ultra-violet/visible Spektroskopie und Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie. Die dendron-beschichtete Nanopartikel wurden auch für die Stabilität unter "biologisch relevant" Bedingungen von Temperatur, Säure und einige anerkannte Formen der chemischen Angriff, die in die Blutbahn würde getestet. In-vitro-biologische Tests stehen noch aus.

Die Arbeit wurde teilweise von der National Cancer Institute, National Institutes of Health gefördert.

Last Update: 7. October 2011 03:47

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