Автор AZoNano 9 февраля 2021 г.

В новом исследовании физики и химики из Университета Мартина Лютера (MLU) продемонстрировали новый подход, в котором крошечные наночастицы могут быть снабжены красителями и как эти частицы могут быть использованы в новых методах визуализации.

Исследовательская группа также была первой, кто полностью установил внутреннюю структуру частиц. Результаты исследования были опубликованы в ведущем журнале Angewandte Chemie International Edition .

Одноцепочечные наночастицы, или SCNP, являются интересным материалом для биомедицинских и химических применений. Эти частицы образуются только из одной цепочки молекул, которые складываются в одну частицу, окружность которой составляет всего от 3 до 5 нм.

Поскольку они такие маленькие, они могут перемещаться по всему человеческому телу и использоваться для самых разных целей .

Вольфганг Биндер, профессор, Институт химии, Университет Мартина Лютера

Поскольку это новая область исследований, некоторые вопросы остаются без ответа. Например, внутренняя структура частиц только предполагалась, но окончательно не решена до сих пор.

После разработки новых одноцепочечных наночастиц, которые могут быть использованы в медицине, Биндер и его исследовательская группа захотели узнать больше о структуре этих частиц.

Мы пришли к выводу, что разработанные нами наночастицы должны иметь особую внутреннюю структуру .

Вольфганг Биндер, профессор, Институт химии, Университет Мартина Лютера

Но чтобы подтвердить это утверждение, Биндер связался с сотрудниками факультетов физики и химии MLU. Затем, используя комбинацию флуоресцентной спектроскопии и электронного спинового резонанса, исследователи впервые успешно наблюдали структуру SCNP

.

« Они образуют своего рода нанокарман, который может защитить краситель или другие молекулы », – пояснил Биндер. Выводы группы соответствуют ранее сделанным предположениям о потенциальной пространственной структуре внутри этих микроскопических частиц.

Целью исследовательской группы Биндера является разработка наночастиц для целей диагностического тестирования, но получить наночастицы очень сложно.

« Они должны быть практически невидимы для тела – объяснил Юстус Фридрих Хоффманн, аспирант исследовательской группы Биндера . Наночастицы не могут быть повреждены иммунной системой организма, и они также должны иметь правильные места внутреннего связывания, чтобы можно было сохранить и защитить другую молекулу или краситель. Кроме того, наночастицы должны быть водорастворимыми, чтобы их можно было легко пронести через кровоток.

Они часто образуют большие сгустки, но теперь мы можем производить отдельные частицы .

Юстус Фридрих Хоффманн, аспирант, Университет Мартина Лютера

Затем исследователи использовали химический трюк, чтобы конденсировать цепочку молекул в требуемую форму.

Краситель, который интегрируется во время производственного процесса, необходимо использовать для предполагаемого фотоакустического изображения. Этот процесс представляет собой альтернативу компьютерной томографии, но без вредного излучения. Это позволяет ученым заглядывать в ткани за пределами тела на несколько сантиметров

Как правило, человеческое тело быстро разрушает краситель, добавил Биндер.

Краситель защищен крошечными наночастицами, и его, возможно, можно было бы использовать, например, для наблюдения за опухолями, проникающими через кровеносные сосуды.

SCNP могут также использоваться во многих различных приложениях. Например, их можно использовать в качестве нанореакторов, в которых происходят химические реакции.

Исследование финансировалось Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Немецкий исследовательский фонд).

Ссылка на журнал:

Hoffmann, J. F., и др. . (2020) Флуоресцентные и диспергируемые в воде одноцепочечные наночастицы: структурированные компартменты ядро-оболочка. Angewandte Chemie International Edition . doi.org/10.1002/anie.202015179.

Источник: https://pressemitteilungen.pr.uni-halle.de/[19459008visible