Guldnanoblommor odlade i starfruitjuice är lovande medel för fototermisk cancerterapi. När den injiceras i en tumör och bestrålas med nära-infrarött laserljus, nanoblommorna värms upp och dödar cancercellerna runt dem.

Även om fototermisk terapi är en etablerad idé, de medel som utvecklats hittills har haft nackdelar, förklarar Enyi Ye från A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, som var med och ledde det pågående arbetet. Utmaningen är att uppnå hög effektivitet, stabilitet och biokompatibilitet i samma nanokristall, som alla relaterar till hur nanokristallerna odlas.

Ett nanomaterials form dikterar dess förmåga att fånga ljus. Under syntesen av nanokristaller, när guldjoner blandas med ett reduktionsmedel för att fälla ut kristallbildning, kemikalier som kallas täckmedel kan tillsättas för att styra kristallernas tillväxt.

"Capping-medel kommer att fästa på olika aspekter av nanokristallkärnorna, " säger Ye. "De reglerar kristallens tillväxt och stabiliserar de slutliga nanokristallerna." konventionella lockmedel är inte biokompatibla, så de måste elimineras innan nanokristallerna används för terapi. Borttagning, dock, kan vara svårt och kan skada nanokristallens form, försämrar dess ljusabsorption.

Ye och hans kollegor försökte ett alternativt "grönt" tillvägagångssätt, med ett naturligt material som de hoppades skulle innehålla den biologiska motsvarigheten till täckmedel. Detta skulle förneka behovet av att ta bort föreningarna innan nanokristallinjektion i patienten.

"Jag valde Starfruktjuice eftersom den är tillgänglig hela tiden i tropiska områden, och eftersom starfruit är rik på vitamin C, som fungerar som reduktionsmedel, och polyfenoliska antioxidanter, " säger Ye. Som laget hade förutspått, C-vitamin initierade och styrde nanokristalltillväxt, och de polyfenoliska föreningarna fungerade som täckmedel, belägga de blomformade nanokristallerna med en stabiliserande, biokompatibel yta.

Guldnanoblommorna visade stark nära-infrarött ljusabsorption, och var icke-toxiska för celler. När 808 nanometer nära-infrarött laserljus lyste på celler blandade med nanoblommor, 30 sekunders belysning dödade varje cell i laserfläcken. I tester med möss, fototermiskt behandlade djurs tumörer försvann gradvis – medan hos djur som endast fick laserbestrålning, eller enbart nanoflower-injektion, tumören fortsatte sin snabba tillväxt.

Teamet planerar nu att ta forskningen i två riktningar, säger Ye. "Vi kommer att fortsätta att utveckla gröna metoder för att förbereda multifunktionella nanokristaller. Vi vill också ytterligare utnyttja guldnanoblommornas praktiska tillämpningar inom områden som sårläkning och bakteriell infektionskontroll, " han säger.