(PhysOrg.com) - Nanopartiklar spelar en viktig roll i utvecklingen av framtida diagnostiska och terapeutiska tekniker för tumörer, till exempel som transportörer för läkemedel eller som kontrastmedel. Absorption och spridning av nanopartiklar i tumörvävnad beror starkt på partikelstorlek. För att systematiskt studera detta, forskare vid Massachusetts Institute of Technology och Harvard Medical School har nu tagit fram en uppsättning fluorescerande nanopartiklar med olika diametrar mellan 10 och 150 nm. Som laget under ledning av Moungi G. Bawendi och Daniel G. Nocera rapporterar i tidningen Angewandte Chemi e, de kunde använda dessa för att samtidigt följa spridningen av partiklar av olika storlekar genom mustumörer i realtid.
För att nanopartikelbaserade biomedicinska tekniker ska fungera, nanopartiklarna måste vara av optimal storlek. För studier, det är således önskvärt att samtidigt observera beteendet hos partiklar av olika storlek i samma tumör in vivo. Detta kräver kemiskt jämförbara partiklar av olika storlekar, varje storleksgrupp består av partiklar med likformig storlek och sammansättning. Dessutom, det måste vara möjligt att samtidigt upptäcka och differentiera de olika partiklarna. Också, de måste vara biokompatibla, och får inte bilda aggregat eller adsorbera proteiner. Denna komplexa utmaning har nu mötts.
Forskarna utvecklade en uppsättning nanopartiklar i olika storlekar, som kan detekteras med hjälp av fluorescerande kvantpunkter. Kvantprickar är halvledande strukturer vid gränsen mellan makroskopiska fasta kroppar och den kvantmekaniska nanovärlden. Genom att selektivt producera kvantpunkter i olika storlekar, det är möjligt att få kvantpunkter som fluorescerar vid olika definierade våglängder, vilket gör att de samtidigt kan upptäckas och differentieras.
För att producera nanopartiklar i olika storleksklasser, forskarna belagde kvantprickar av kadmiumselenid/kadmiumsulfid med polymerligander som kiseldioxid och polyetylenglykol. De uppnådde partiklar större än 100 nm i diameter genom att fästa kvantprickar på prefabricerade kiseldioxidpartiklar och sedan belägga dem med polyetylenglykol. För varje storleksklass valde de ut kvantprickar som avger ljus med en annan våglängd.
Forskarna injicerade intravenöst en blandning av partiklar med diametrar på 12, 60, och 125 nm till möss med cancer. Fluorescensmikroskopi användes för att följa partiklarnas inträde i tumörvävnaden in vivo. Medan 12 nm -partiklarna lätt passerade från blodkärlen in i vävnaden och snabbt spreds ut, 60 nm -partiklarna passerade genom venens väggar men stannade inom 10 µm från kärlväggen, kan inte passera längre in i vävnaden. 125 nm -partiklarna passerade i huvudsak inte genom blodkärlens väggar alls.
