(PhysOrg.com) -- Le nanoparticelle d'oro stanno diventando il ... beh ... il gold standard per le nanoparticelle per uso medico. Un nuovo articolo dei ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) e del National Cancer Institute's Nanotechnology Characterization Laboratory (NCL) propone non solo una sorta di "banco di prova" di nanoparticelle d'oro per esplorare come si comportano le minuscole particelle nei sistemi biologici, ma anche un paradigma su come caratterizzare le formulazioni di nanoparticelle per determinare esattamente con cosa stai lavorando.

Usi potenziali delle nanoparticelle d'oro, dice il chimico del NIST Vince Hackley, includono sistemi di somministrazione di farmaci ad alta precisione e potenziatori di immagini diagnostiche. L'oro non è tossico e può essere modellato in particelle in una gamma di dimensioni e forme. Da solo, l'oro non fa molto biologicamente, ma può essere "funzionalizzato" allegando, ad esempio, farmaci a base di proteine ​​insieme a molecole mirate che si raggruppano preferenzialmente attorno alle cellule tumorali. Anche le nanoparticelle sono generalmente rivestite, per impedire loro di aggregarsi e per evitare una rapida eliminazione da parte del sistema immunitario del corpo.

Anil Patri di NCL osserva che la composizione del rivestimento, densità e stabilità hanno un profondo impatto sulla sicurezza dei nanomateriali, biocompatibilità (quanto bene le nanoparticelle si distribuiscono nel corpo), ed efficacia del sistema di consegna. "La comprensione di questi parametri attraverso una caratterizzazione approfondita consentirebbe alla comunità di ricerca di progettare e sviluppare nanomateriali migliori, " lui dice.

Per facilitare tali studi, il team del NIST/NCL ha deciso di creare un banco di prova per le nanoparticelle, un'uniforme, nanoparticelle core-shell controllabili che possono essere realizzate su ordinazione con forma e dimensioni precise, e al quale potrebbe essere collegata quasi ogni funzionalità potenzialmente utile. I ricercatori potrebbero quindi studiare come sono andate le variazioni controllate in un sistema biologico.

Il loro sistema di prova si basa su molecole ramificate di forma regolare chiamate dendron, un termine derivato dalla parola greca per "albero". La chimica Dendron è abbastanza nuova, risalente agli anni '80. Sono ottimi per questo uso, afferma il ricercatore del NIST Tae Joon Cho, perché i singoli dendron sono sempre della stessa dimensione, a differenza dei polimeri, e può essere facilmente modificato per trasportare molecole di "carico utile". Allo stesso tempo, la punta della struttura, il tronco dell'"albero", è progettata per legarsi facilmente alla superficie di una nanoparticella d'oro.

Il team ha effettuato una serie esaustiva di misurazioni in modo da poter descrivere a fondo le loro nanoparticelle rivestite di dendron su misura. "Non ci sono molti protocolli in giro per caratterizzare questi materiali:le loro proprietà fisiche e chimiche, stabilità, eccetera, "Hackley dice, "così, una delle cose che è emersa dal progetto è una serie di base di protocolli di misurazione che possiamo applicare a qualsiasi tipo di nanoparticella a base d'oro".

Qualsiasi singola tecnica di misurazione, lui dice, è probabilmente inadeguato per descrivere un lotto di nanoparticelle, perché probabilmente sarà insensibile ad alcuni intervalli di dimensioni o confuso da altri fattori, in particolare se le particelle si trovano in un fluido biologico.

Il nuovo documento NIST/NCL fornisce l'inizio di un catalogo di tecniche di analisi per ottenere informazioni dettagliate sulle nanoparticelle. Queste tecniche includono la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, spettrometria di massa a desorbimento/ionizzazione laser assistita da matrice, dispersione della luce dinamica, spettroscopia ultravioletta/visibile e spettroscopia fotoelettronica a raggi X. Le nanoparticelle rivestite di dendron sono state testate anche per la stabilità in condizioni di temperatura "biologicamente rilevanti", acidità e alcune forme riconosciute di attacco chimico che avrebbero luogo nel flusso sanguigno. Si attendono test biologici in vitro.