(PhysOrg.com) - Las nanopartículas de oro se están convirtiendo en ... bueno ... el estándar de oro para las nanopartículas de uso médico. Un nuevo artículo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y el Laboratorio de Caracterización de Nanotecnología (NCL) del Instituto Nacional del Cáncer propone no solo una especie de "banco de pruebas" de nanopartículas de oro para explorar cómo se comportan las partículas diminutas en los sistemas biológicos, sino también un paradigma sobre cómo caracterizar las formulaciones de nanopartículas para determinar exactamente con qué está trabajando.

Usos prospectivos de nanopartículas de oro, dice el químico del NIST Vince Hackley, incluyen sistemas de administración de fármacos de alta precisión y mejoradores de imágenes de diagnóstico. El oro no es tóxico y se puede transformar en partículas en una variedad de tamaños y formas. Por sí mismo, el oro no hace mucho biológicamente, pero se puede "funcionalizar" adjuntando, por ejemplo, medicamentos a base de proteínas junto con moléculas dirigidas que se agrupan preferentemente alrededor de las células cancerosas. Las nanopartículas generalmente también están recubiertas, para evitar que se agrupen y evitar una rápida eliminación por parte del sistema inmunológico del cuerpo.

Anil Patri de NCL señala que la composición del recubrimiento, La densidad y la estabilidad tienen un impacto profundo en la seguridad de los nanomateriales. biocompatibilidad (qué tan bien se distribuyen las nanopartículas en el cuerpo), y eficacia del sistema de administración. "Comprender estos parámetros a través de una caracterización exhaustiva permitiría a la comunidad de investigadores diseñar y desarrollar mejores nanomateriales, " él dice.

Para facilitar tales estudios, el equipo de NIST / NCL se propuso crear un banco de pruebas de nanopartículas, un uniforme, nanopartícula de núcleo-capa controlable que se puede fabricar a pedido con una forma y tamaño precisos, y al que podría adjuntarse casi cualquier funcionalidad potencialmente útil. Luego, los investigadores podrían estudiar cómo les fue a las variaciones controladas en un sistema biológico.

Su sistema de prueba se basa en moléculas ramificadas de forma regular llamadas dendrones, un término derivado de la palabra griega para "árbol". La química de Dendron es bastante nueva, que data de la década de 1980. Son excelentes para este uso, dice el investigador del NIST Tae Joon Cho, porque los dendrones individuales son siempre del mismo tamaño, a diferencia de los polímeros, y se puede modificar fácilmente para transportar moléculas de "carga útil". Al mismo tiempo, la punta de la estructura, el tronco del "árbol", está diseñada para adherirse fácilmente a la superficie de una nanopartícula de oro.

El equipo realizó un conjunto exhaustivo de mediciones para poder describir a fondo sus nanopartículas recubiertas de dendron hechas a medida. "No existen muchos protocolos para caracterizar estos materiales:sus propiedades físicas y químicas, estabilidad, etcétera, "Hackley dice, "asi que, una de las cosas que surgieron del proyecto es una serie básica de protocolos de medición que podemos aplicar a cualquier tipo de nanopartícula a base de oro ".

Cualquier técnica de medición única, él dice, probablemente sea inadecuado para describir un lote de nanopartículas, porque probablemente será insensible a algunos rangos de tamaño o confundido por otros factores, particularmente si las partículas están en un fluido biológico.

El nuevo artículo de NIST / NCL proporciona los inicios de un catálogo de técnicas de análisis para obtener información detallada sobre las nanopartículas. Estas técnicas incluyen espectroscopia de resonancia magnética nuclear, espectrometría de masas de ionización / desorción láser asistida por matriz, dispersión dinámica de la luz, espectroscopía ultravioleta / visible y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X. Las nanopartículas recubiertas de dendron también se probaron para determinar su estabilidad en condiciones de temperatura "biológicamente relevantes". acidez y algunas formas reconocidas de ataque químico que tendrían lugar en el torrente sanguíneo. Están pendientes las pruebas biológicas in vitro.