Direkte radiomærkede nanografenmaterialer uden chelatorer er velegnede til biobilleddannelsesapplikationer

Positron-emissionstomografi spiller en central rolle for overvågning af fordelingen og akkumuleringen af ​​radiomærkede nanomaterialer i levende individer. De radioaktive metaller er normalt forbundet med nanomaterialet gennem et anker, en såkaldt chelator, men denne kemiske binding kan udelades, hvis der anvendes nanografen, som amerikanske videnskabsmænd rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie . Udskiftningen af ​​chelator-baseret mærkning med iboende mærkning forbedrer bioimaging nøjagtigheden betydeligt og reducerer skævheder.

Nanopartikler er meget lovende stoffer til biodiagnostik (f.eks. påvisning af kræftvæv) og bioterapi (f.eks. ødelægge tumorer med molekylære midler), fordi de ikke metaboliseres så hurtigt som normale lægemidler, og de beriger især på tumorer gennem en effekt kaldet forstærket permeabilitet og retention (EPR). Chelatorer, som har en makrocyklisk struktur, bruges til at forankre det radioaktive grundstof (f.eks. kobber-64) på ​​nanopartiklernes overflade. Sporstofferne detekteres derefter og lokaliseres i kroppen ved hjælp af en positron emission tomografi (PET) scanner. Imidlertid, brugen af ​​en chelator kan også være problematisk, fordi det kan løsne sig fra nanopartiklerne eller påvirke billeddannelsen. Derfor, gruppen af ​​Weibo Cai ved University of Wisconsin-Madison, USA, søgte efter chelator-fri løsninger - og fandt det i nanografen, et af de mest lovende stoffer inden for nanoteknologi.

Nanographene tilbyder det elektroniske system til at give specielle bindende elektroner til nogle overgangsmetalioner. "π-bindinger af nanografen er i stand til at give den ekstra elektron til stabilt at inkorporere (64)Cu(2+)-acceptorionerne på overfladen af ​​grafen, " skrev forfatterne. Således, det var muligt direkte og stabilt at binde kobberisotopen til reducerede grafenoxid-nanomaterialer stabiliseret af poly(ethylenglycol) (PEG), og dette system blev brugt til adskillige biobilleddannelsestest, herunder påvisning af tumorer i mus.

Efter injektion i musemodellen, forskerne observerede lang blodcirkulation og høj tumoroptagelse. "Forlænget blodcirkulation af (64)Cu-RGO-PEG [...] inducerede en hurtig og vedvarende tumoroptagelse via EPR-effekt, " skrev de. Desuden, den direkte radioaktivt mærkede nanografen blev let fremstillet ved blot at blande begge komponenter og opvarme dem. Denne enkle chelator-fri, iboende mærket system kan give et attraktivt alternativ til den chelatorbaserede radiomærkning, som stadig er "guldstandarden" inden for bioimaging.