Pequenas nanopartículas podem ser fornecidas com corantes e podem ser usadas para novas técnicas de imagem, como químicos e físicos da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) mostram em um estudo recente. Os pesquisadores também foram os primeiros a determinar completamente a estrutura interna das partículas. Seus resultados foram publicados na renomada revista. Angewandte Chemie .

Nanopartículas de cadeia única (SCNPs) são um material atraente para aplicações químicas e biomédicas. Eles são criados a partir de apenas uma única cadeia de moléculas que se dobra em uma partícula cuja circunferência mede de três a cinco nanômetros. "Porque eles são tão pequenos, eles podem viajar por todo o corpo humano e ser usados ​​para uma ampla variedade de propósitos, "diz o professor Wolfgang Binder do Instituto de Química da MLU. Como é uma nova área de pesquisa, algumas perguntas ainda permanecem sem resposta. Até agora, por exemplo, a estrutura interna das partículas foi apenas assumida, mas não finalmente resolvido.

Depois que Binder e sua equipe desenvolveram novas nanopartículas de cadeia única que poderiam ser usadas na medicina, eles queriam saber mais sobre sua estrutura. "Concluímos que as nanopartículas que desenvolvemos devem ter um especial, estrutura interna, "diz Binder. Para estabelecer isso, ele contatou colegas dos departamentos de química e física da MLU. Usando uma combinação de ressonância de spin de elétrons e espectroscopia de fluorescência, os cientistas foram capazes de visualizar a estrutura de um SCNP pela primeira vez. "Eles formam uma espécie de nano-bolso que pode proteger um corante ou outras moléculas, "explica Binder. Suas descobertas estão de acordo com suposições anteriores sobre a possível estrutura espacial dentro de tais partículas minúsculas.

O objetivo do grupo de pesquisa de Binder é desenvolver nanopartículas para testes diagnósticos. Contudo, produzir as nanopartículas é uma tarefa complexa. "Eles têm que ser virtualmente invisíveis para o corpo, "explica Justus Friedrich Hoffmann, um Ph.D. estudante do grupo de pesquisa de Binder. Eles não podem ser destruídos pelo sistema imunológico do corpo e também devem ter os locais de ligação internos corretos para que um corante ou outra molécula possa ser armazenado e protegido. Além disso, eles precisam ser solúveis em água para que possam ser transportados pela corrente sanguínea. "Eles costumam formar grandes aglomerados, mas agora somos capazes de produzir partículas individuais, "diz Hoffmann. Eles usaram um truque químico para condensar a cadeia na forma desejada.

A tintura, que é incorporado durante o processo de fabricação, deve ser usado para a chamada imagem fotoacústica. O procedimento representa uma alternativa à tomografia computadorizada, mas sem a radiação perigosa. Ele permite que se olhe vários centímetros de profundidade no tecido, de fora do corpo. Normalmente, o corante é rapidamente destruído pelo corpo, diz Binder. As minúsculas nanopartículas protegem o corante, que poderia ser usado, por exemplo, na visualização de tumores nos quais entraria pelos vasos sanguíneos.

Os SCNPs podem ser usados ​​em uma ampla variedade de outras aplicações, também. Por exemplo, eles poderiam ser usados ​​como nanorreatores nos quais ocorrem reações químicas.