(PhysOrg.com) -- Guld är inte bara vackert i smycken; det har länge använts som medicin. Modern medicin är särskilt inriktad på nanoskopiskt guld, som kan användas som kontrastmedel och vid behandling av cancer. I journalen Angewandte Chemie , Eugene R. Zubarev och hans team vid Rice University i Houston har nu introducerat en ny förbehandlingsprocess för guldnanoroder som kan påskynda deras användning i medicinska applikationer.
Hur kan små guldstavar hjälpa till att bekämpa cancer? Cancerceller är mer känsliga för temperatur än frisk vävnad, och detta faktum kan utnyttjas genom lokal uppvärmning av de drabbade delarna av kroppen. Det är här guldnanoroderna kommer in i bilden. De kan föras in i cancercellerna och de sjuka områdena bestrålas med nära-infrarött ljus (fotoinducerad hypertermi). Stavarna absorberar detta ljus mycket starkt och omvandlar ljusenergin till värme, som de överför till sin omgivning.
Guldnanoroder produceras normalt i en koncentrerad lösning av cetyltrimetylammoniumbromid (CTAB) och beläggs således i ett dubbelskikt av CTAB. CTAB deponeras endast på ytan, inte kemiskt bunden. I en vattenhaltig miljö, CTAB-molekylerna löses långsamt. Detta är problematiskt eftersom CTAB är mycket giftigt. Att bara utelämna CTAB är ingen lösning eftersom utan denna beläggning skulle nanoroderna klumpa ihop sig. För att göra stavarna stabila och biokompatibla, olika mer eller mindre komplexa metoder för förbehandling har utvecklats. Dock, för många av dessa processer, det är inte känt hur mycket av det giftiga CTAB som finns kvar på nanoroderna. Ett annat problem är att förbehandlingen kan störa upptaget av nanoroderna i cellerna, vilket drastiskt minskar framgången med fototermisk cancerbehandling.
Zubarev och hans medarbetare har nu utvecklat en ny strategi som löser dessa problem:de ersatte CTAB med en variant som innehåller en svavel-vätegrupp, förkortas MTAB. Med olika analytiska processer, forskarna har kunnat bevisa att CTAB på dessa nanorods är helt ersatt med ett MTAB-lager. MTAB -molekylerna binder kemiskt till guldnanoroder genom sina svavelatomer. De binder så hårt att skiktet förblir på plats även i en vattenlösning och stavarna kan till och med frystorkas. De kan lagras på obestämd tid som ett brunt pulver och lösas upp i vatten igen inom några sekunder.
Tester på cellkulturer visar att MTAB guld nanorods inte är giftiga, även vid högre koncentrationer. Dessutom, de absorberas i stora mängder av tumörceller. Forskarna uppskattar att under villkoren för deras experiment, en enda cell tar upp mer än två miljoner nanorods. Detta skulle möjliggöra effektiv fototermisk tumörbehandling.
