Forskare vid Aalto University, Finland, har utvecklat nanomaterial mot cancer genom att simulera den vulkaninducerade dynamiska kemin i djuphavet. Den nya metoden gör det möjligt att göra nanokluster av zinkperoxid på ett miljövänligt sätt utan användning av ytterligare kemikalier. De asyntetiserade zinkperoxid-nanopartiklarna kan användas som ett verktyg för cancerterapi och mot andra komplexa sjukdomar.

Forskarna har skapat dessa storleksanpassade nanokluster med hjälp av Leidenfrost-effekten. Det är en händelse som vanligtvis observeras i köket under tillagningen - droppar på en kokplatta kommer att sväva över ytan istället för att få fysisk kontakt. I Leidenfrost -effekten, en vätska nära ett föremål mycket varmare än vätskans kokpunkt ger ett isolerande ånglager, förhindrar att vätskan kokar snabbt. Nära vulkanportar djupt i havet, eller under särskilda förhållanden i labbet, ånglagret kan täcka ett stort område utan att stiga bort från ytan, samtidigt som molekylerna i vätskan ovan beter sig på ett exceptionellt sätt.

"Den dynamiska undervattenskemi som ses i naturen är inspirerande för nästa generation av miljövänlig nanokemi. I detta sammanhang, grön syntes av storleksanpassade nanopartiklar på ett enkelt och skalbart sätt via en dynamisk process har inte införts hittills, "säger professor Mady Elbahri vid Aalto -universitetet." Vi demonstrerar den dynamiska kemi i Leidenfrost som förekommer i en överhettad undervattensbegränsad zon som ett nytt verktyg för anpassat skapande av nanokluster av zinkperoxid. Fenomenets hydrodynamiska natur säkerställer utbrott av nanoklusterna mot en mycket kallare region, vilket ger upphov till tillväxt av monodispers, storleksanpassade nanokluster. "

"Vår studie kan bana väg för hållbar syntes av monodispergerade partiklar, "säger Ramzy Abdelaziz, en postdoktor vid Elbahris grupp och medförfattare till studien.

Ur ett biomedicinskt perspektiv, peroxider fungerar som en syreleverantör, och kan således utnyttjas vid behandling av en mängd olika sjukdomar inducerade av anaeroba och till och med cancerceller.

"Våra nanopartiklar har undersökts när det gäller cytotoxisk effekt på suspension och vidhäftande celler för att bevisa deras användbarhet som cancer -nanoterapeutika, "säger Duygu Disci-Zayed, en tidigare forskargruppsmedlem.

Efter att ha syntetiserat de monodispergerade ZnO2 -partiklarna, forskarna utförde en serie inledande experiment för att bestämma effekterna av dessa nanopartiklar på både cancerceller och normala celler. Enligt deras studie, ZnO2-nanopartiklar har potential att döda tumörceller genom apoptotiska och icke-apoptotiska mekanismer.

Studien publicerades idag i Naturkommunikation .