Источник: Advanced Functional Materials (2026). DOI: 10.1002/adfm.202600034
Полимерная оболочка, нанесенная на наночастицы золота, значительно улучшает их морфологическую стабильность при лазерном нагреве, сохраняя их форму и повышая эффективность при фототермическом применении. Этот полимер превосходит биосовместимые молекулы, такие как цитрат натрия, в поддержании целостности наночастиц, что имеет решающее значение для точной доставки тепла в таких терапевтических целях, как лечение рака.
Наночастицы золота, размер которых составляет примерно одну тысячную толщины человеческого волоса, могут преобразовывать свет, получаемый от лазера, в тепло. Этот метод, известный в медицине как фототермическая терапия, эффективно уничтожает раковые клетки, не повреждая окружающие здоровые ткани. Это один из методов, который научное сообщество активно изучает в качестве альтернативы химиотерапии, поскольку он менее агрессивен.
Однако та самая суперсила, которую они используют для борьбы с опухолями, — тепло — является их же ахиллесовой пятой, поскольку оно приводит к деформации золотых наночастиц и, как следствие, снижает их эффективность. В частности, эти наночастицы имеют очень характерную форму и очертания, напоминающие две пирамиды, соединенные основаниями. Под воздействием тепла пирамиды постепенно округляются и теряют форму, из-за чего им становится сложнее направлять тепло точно в определенную область.
В ходе лабораторного эксперимента, проведенного международной группой ученых из университетов Кордовы, Страсбурга и Сорбонны, была разработана новая формула для стабилизации наночастиц золота, которая позволяет им дольше сохранять свою форму, тем самым продлевая срок их действия. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
Идея заключалась в том, чтобы воздействовать на внешний слой (или плазмон) этих наночастиц, где поглощается лазерный свет, и добавить к нему новую молекулу, которая послужила бы защитной оболочкой. Из всех использованных командой молекул наиболее эффективным стабилизатором наночастиц оказался полимер. Как объясняет исследовательница из Университета Кордовы Ирене Лопес Сицилия, «это длинноцепочечный полимер, который обеспечивает превосходную защиту наночастиц и располагается на определенных их участках, обеспечивая лучшую защиту, чем другие молекулы».
Полимер показал себя лучше, чем более биосовместимые молекулы, например цитрат натрия, который получают из лимонной кислоты и содержится, например, в лимонах и апельсинах. Хотя эта кислота не вредна для человека, она влияет на морфологию наночастиц.
«В ходе нашего исследования мы выяснили, что биосовместимая молекула, такая как цитрат натрия, — не лучшая альтернатива для этих наночастиц. Вместо нее лучше использовать полимер, который не обладает такими же биологическими свойствами, как цитрат», — говорит Лопес Сицилия.
Они наблюдали за этим процессом с помощью метода просвечивающей электронной микроскопии жидких клеток, который стал возможен благодаря сотрудничеству с группой ученых из Страсбурга. Этот метод позволяет в режиме реального времени видеть, что происходит во время облучения и как меняется морфология наночастиц.
Среди других участников проекта — Валентина Джирелли Консоларо, Софи Марбах, Нэнси Рабани, Грегуар Пети, Овидиу Эрсен, Хуан Х. Хинер Касарес и Али Абу-Хассан. Цель проекта — понять, как работают эти частицы, и научиться контролировать их функции при использовании тепла в медицинских целях, например при лечении рака.
Сведения о публикации
Ирен Лопес-Сицилия и др., «Выяснение роли поверхностных лигандов в окислительном травлении бипирамид золота при фототермии с использованием просвечивающей электронной микроскопии жидкостных ячеек», Advanced Functional Materials (2026). DOI: 10.1002/adfm.202600034
Информация о журнале: Advanced Functional Materials
Предоставлено Университетом Кордовы