Forskere udvikler nye nanopartikler, der kan tjene som kontrastmidler

Særlige nanopartikler kunne en dag forbedre moderne billeddannelsesteknikker. Udviklet af forskere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), ændres egenskaberne af disse unikke nanopartikler i reaktion på varme. Når de kombineres med et integreret farvestof, kan partiklerne bruges i fotoakustisk billeddannelse til at producere højopløselige, tredimensionelle interne billeder af den menneskelige krop, rapporterer holdet i tidsskriftet Chemical Communications .

Forskerne udviklede det, der er kendt som enkeltkædede nanopartikler (SCNP'er), som består af en enkelt molekylær kæde og er kun tre til fem nanometer store. Farvestoffer kan inkorporeres i disse små kapsler.

"Vores SCNP'er har unikke termoresponsive egenskaber, da deres struktur ændres, når de udsættes for varme. Afhængigt af temperaturen kan partiklerne antage en kompakt eller åben struktur. De indkapslede stoffers adfærd ændrer sig også," forklarer kemiker professor Wolfgang Binder fra MLU, der ledede undersøgelsen sammen med medicinsk fysikprofessor Jan Laufer og farmaceut Karsten Mäder.

Til undersøgelsen inkorporerede holdet specielle farvestoffer i SNCP'erne, som derefter kunne bruges til fotoakustisk billeddannelse. I denne type metode rettes laserimpulser mod det væv, der undersøges. Der bliver lysets energi omdannet til ultralydsbølger, vævet varmes op, og nanopartiklernes egenskaber ændres.

Når ultralydsbølgerne måles uden for organismen, kan der skabes tredimensionelle billeder, der for det meste viser blodkarnetværk. Ifølge forskerne skaber partiklerne en rig optisk kontrast, der for eksempel kan bruges til at undersøge tumorer nærmere.

Holdet undersøgte også, hvordan partiklerne fungerede i cellekulturer, så de bedre kunne forstå, om og hvordan de virker i menneskekroppen. Dette er afgørende, hvis partiklerne skal bruges i biomedicinske applikationer. De nye partikler klarede sig meget godt i alle de test, holdet udførte.

"Vores arbejde er et vigtigt skridt i udviklingen af ​​termoresponsive SCNP'er, som kan forbedre nøjagtigheden og præcisionen af ​​diagnostisk billeddannelse," slutter Binder.

Flere oplysninger: Justus F. Thümmler et al., Thermoresponsive swelling of photoakustiske enkeltkædede nanopartikler, Chemical Communications (2023). DOI:10.1039/D3CC03851C

Journaloplysninger: Kemisk kommunikation

Leveret af Martin Luther University Halle-Wittenberg