Nanopartikelforskning är enorm. Det är, studier av nanopartiklar, mycket små objekt som fungerar som en enhet med specifika egenskaper, är ett mycket populärt studieområde. Med konsekvenser på många vetenskapsvägar, från biomedicin till laserforskning, studien av hur man skapar nanopartiklar med önskvärda egenskaper blir allt viktigare. Maria Benelmekki och forskare i Mukhles Sowwans Nanoparticles by Design Unit gjorde nyligen ett genombrott för att syntetisera biomedicinsk relevanta nanopartiklar. De publicerade sina fynd i tidningen Nanoskala .

Nanopartiklar kan användas inom medicin för avbildning under diagnos och behandling. Andra tillämpningar inkluderar riktad läkemedelsleverans och sårläkning. Dock, Att skapa nanopartiklar för användning inom biomedicin innebär många utmaningar. För närvarande, nanopartiklar tillverkas främst med kemikalier, vilket är ett problem när man använder dem för medicinska ändamål eftersom dessa kemikalier kan vara skadliga för patienten. Ytterligare frågor är att tillverkningsprocessen tar flera steg, storleken på partiklarna är svår att kontrollera och partiklarna kan bara överleva i lagring under en relativt kort tid. Benelmekki och kollegor har skapat biokompatibla ternära nanopartiklar, vilket betyder att de består av 3 delar som var och en uppvisar en användbar egenskap, och har gjort det utan användning av kemikalier. Den nya metoden möjliggör enkel manipulation av partiklarnas storlek för att skräddarsy dem för en mängd olika användningsområden allt i ett steg. Forskarna har också utvecklat en metod som ger bättre stabilitet för längre lagring.

Nanopartiklarna i studien är gjorda av en kärna av järn och silver. Dessa två element ger dem två viktiga egenskaper; de är magnetiska och kan avbildas. Järnet gör dem magnetiska, så att forskare kan flytta runt dem. Silvret är utmärkt för avbildning eftersom excitation av silver skapar en större detektionssignal än själva partikeln, vilket betyder att den kan ses med konventionell mikroskopi eller medicinska bildanordningar trots sin lilla storlek. Den tredje delen av nanopartiklarna är ett kiselskal, som omger kärnan av järn-silver. Kislet är biokompatibelt, vilket betyder att det kan gå in i en patient utan att skapa komplikationer, den förhindrar att kärnan bryts ner och den kan enkelt manipuleras för användning i en mängd olika biomedicinska tillämpningar. Dessutom, nanopartiklarna har också superparamagnetiskt beteende, vilket betyder att de bara är magnetiska när ett magnetfält appliceras, så deras magnetiska egenskap är inducerbar.

Möjligheten att enkelt skapa stabil, anpassningsbara nanopartiklar med flera funktioner, utan användning av kemikalier, i ett steg, är ett spännande genombrott. Allt detta arbete var möjligt på grund av den omfattande expertisen hos medlemmarna i enheten inom materialvetenskap, och deras färdigheter att arbeta i en tvärvetenskaplig miljö. Konsekvenserna av arbetet är potentiellt stora. Benelmekki säger, "De ternära nanopartiklarna kan användas i olika applikationer, såsom ett kontrastmedel vid MRT, biomagnetiska sensorer, hypertermi för cancerbehandling och magnetiskt riktad leverans och transfektion. "Kanske nästa gång du går in för medicinsk bildbehandling eller behandling, nanopartiklar som designats här på OIST kommer att vara en del av behandlingen.