Исследователи из Университета Вашингтона (University of Washington) с помощью нанотехнологий разработали универсальные медицинские наночастицы, комбинирующие несколько полезных качеств в одной оболочке.

В результате работы над новым типом наночастиц, исследователи получили универсальный инструмент для диагностики и терапии.

«Нам удалось впервые объединить полупроводниковую и металлическую наночастицы, сохранив при этом их функциональность», – говорит автор статьи в Nature, профессор биоинженерии Ксаху Гао (Xiaohu Gao).

При этом, как поясняет Гао, гибридные наночастицы можно использовать не только в медицине, но и в микроэлектронике. Например, в производстве солнечных фотоэлементов.

Флуоресцентные полупроводниковые квантовые точки – отличное средство для медицинской диагностики. Однако достаточно трудно объединить их с золотым покрытием наночастиц так, чтобы они не потеряли своих полупроводниковых свойств.

Золотые же наночастицы – отличное средство для того, чтобы уничтожать вокруг себя больные клетки. Несколько лет назад стало известно, что при облучении инфракрасным излучением золотые наночастицы нагреваются и могут «зажарить» вокруг себя вредоносные клетки.

Соединение диагностической функции квантовых точек и терапевтического механизма золотых наночастиц может привести к появлению эдакого универсального инструмента для медиков, который, попав в нужное место, может не только «обрисовать» контуры опухоли, но и произвести необходимое лечение.

Решив объединить эти два эффекта, ученые придумали элегантный способ – в золотую «скорлупу» поместили квантовую точку, окруженную буфером из полимеров. При этом расстояние между квантовой точкой-ядром и золотой оболочкой составило 3 нанометра.

Рис. 1. Схема гибридной наночастицы

Для соблюдения точных размеров ученые постепенно наращивали полимерные цепи полиэтиленгликоля. В конце цепей Гао и коллеги разместили цепи аминокислоты полигистидина, к которому, в свою очередь, прикреплялись ионы золота. Полимерная сборка наноструктур – очень гибкий и эффективный инструмент в нанотехнологическом производстве.

Несмотря на такую «закрытость» квантовой точки от окружающего пространства, половина ее флуоресцентного излучения проходит через золотую оболочку, обеспечивая необходимый терапевтический эффект.

В целом наночастицы имеют диаметр от 15–20 нанометров, что вполне достаточно для проникновения в клетку.

Теперь Гао и коллеги исследуют остальные свойства наночастиц, такие как биологическую совместимость и способность усиливать излучение квантовых точек с помощью золотой оболочки. Ученые уверены, что их изобретение будет эффективно для борьбы с онкологическими заболеваниями.

О своих достижениях ученые сообщили в текущем выпуске журнала Nature Nanotechnology.

Свидиненко Юрий