Små klumper i kroppen:hvordan nanopartikler reagerer på proteiner

Forskere ved INM - Leibniz Institut for Nye Materialer har fundet ud af, at proteinet hæmoglobin påvirker aggregeringen af ​​individuelle guldnanopartikler til at danne klumper.

James Bond kan findes hvor som helst. Han skylder dette faktum til de nanosensorer, der finder vej ind i Bonds blodbane ved hjælp af injektion i filmen "Spectre". I den virkelige verden, også, der arbejdes på at nå denne vision. I blodkredsløbet, der bør ikke være ukontrolleret sammenklumpning af partikler, så fine blodkar ikke bliver blokeret. Forskere ved INM – Leibniz Institute for New Materials har nu fundet ud af, at proteinet hæmoglobin påvirker aggregeringen af ​​individuelle guldnanopartikler til at danne klumper.

Når nanopartikler nærmer sig og tiltrækker hinanden, de bliver ustabile og danner store flager, synligt med det blotte øje. Eller de forbliver stabile, og hver nanopartikel forbliver adskilt. Sådan har forskere hidtil sagt - det var alt eller intet. At dette ikke er de eneste muligheder, har forskerne ved INM påvist:De har opdaget, at en mellemstatus også er mulig, hvor nanopartikler aggregerer for at danne mikroskopisk små, usynlige klynger.

Forskerne fra INM og University of Bayreuth offentliggjorde for nylig deres resultater i tidsskriftet ACS Nano .

Tobias Kraus, en fysisk kemiker ved INM, kommenterede, "Resultaterne er af interesse inden for medicin:Nanopartikler bruges i dag til at bringe lægemidler derhen, hvor de er nødvendige i kroppen. Det kræver, at partiklerne ikke aggregerer. Først da kan de bevæge sig gennem blodkarrenes fine forgreninger. for eksempel. Vores resultater viser, at der skal udvises særlig forsigtighed, da aggregater kan være til stede, selvom du ikke kan se dem, siger Kraus.

I deres undersøgelse, forskerne opdagede, at koncentrationsforholdet mellem guldnanopartikler og hæmoglobin er afgørende for, om der dannes store flager eller mikroskopisk små klynger. I blandinger med høje koncentrationer af nanopartikler og lidt hæmoglobin samt i blandinger med meget få partikler og meget hæmoglobin, mikroskopisk små aggregater dannet. Med forskellige koncentrationsforhold, partiklerne samlede sig for at danne klumper og skabte synlige, mørke flager.

Forskerne brugte lys, røntgenstråler og elektroner til deres mikroskopiske undersøgelser. Dette gjorde det muligt for dem at afsløre både strukturen af ​​de mikroskopisk små klumper og strukturen af ​​de store flager.

INM udfører forskning og udvikling for at skabe nye materialer – for i dag, i morgen og derefter. Kemikere, fysikere, biologer, materialeforskere og ingeniører går sammen for at fokusere på disse væsentlige spørgsmål:Hvilke materialeegenskaber er nye, hvordan kan de undersøges, og hvordan kan de skræddersyes til industrielle anvendelser i fremtiden? Fire forskningsindsatser bestemmer den aktuelle udvikling hos INM:Nye materialer til energianvendelse, nye koncepter for medicinske overflader, nye overfladematerialer til tribologiske systemer og nanosikkerhed og nanobio. Forskning på INM udføres inden for tre områder:Nanocomposite Technology, Interface materialer, og bio-grænseflader.