(PhysOrg.com) -- Nanodeeltjes spelen een belangrijke rol bij de ontwikkeling van toekomstige diagnostische en therapeutische technieken voor tumoren, bijvoorbeeld als transportmiddelen voor medicijnen of als contrastmiddelen. Absorptie en verspreiding van nanodeeltjes in tumorweefsel zijn sterk afhankelijk van de deeltjesgrootte. Om dit systematisch te bestuderen, wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology en de Harvard Medical School hebben nu een reeks fluorescerende nanodeeltjes geproduceerd met verschillende diameters tussen 10 en 150 nm. Zoals het team onder leiding van Moungi G. Bawendi en Daniel G. Nocera in het tijdschrift meldt: Angewandte Chemi e, ze konden deze gebruiken om gelijktijdig de verspreiding van deeltjes van verschillende groottes door muistumoren in realtime te volgen.

Om op nanodeeltjes gebaseerde biomedische technieken te laten werken, de nanodeeltjes moeten van optimale grootte zijn. Voor studie, het is dus wenselijk om gelijktijdig het gedrag van deeltjes van verschillende grootte in dezelfde tumor in vivo te observeren. Dit vereist chemisch vergelijkbare deeltjes van verschillende groottes, elke groottegroep bestaat uit deeltjes van uniforme grootte en samenstelling. Aanvullend, het moet mogelijk zijn om de verschillende deeltjes gelijktijdig te detecteren en te differentiëren. Ook, ze moeten biocompatibel zijn, en mogen geen aggregaten vormen of eiwitten adsorberen. Deze complexe uitdaging is nu aangegaan.

De onderzoekers ontwikkelden een set nanodeeltjes in verschillende maten, die kunnen worden gedetecteerd door middel van fluorescerende kwantumdots. Quantum dots zijn halfgeleidende structuren op de grens tussen macroscopische vaste lichamen en de kwantummechanische nanowereld. Door selectief kwantumdots van verschillende groottes te produceren, het is mogelijk om kwantumdots te verkrijgen die fluoresceren bij verschillende gedefinieerde golflengten, waardoor ze tegelijkertijd kunnen worden gedetecteerd en gedifferentieerd.

Om nanodeeltjes in verschillende grootteklassen te produceren, de wetenschappers bedekten cadmiumselenide/cadmiumsulfide-kwantumdots met polymeerliganden zoals siliciumdioxide en polyethyleenglycol. Ze bereikten deeltjes met een diameter groter dan 100 nm door kwantumdots aan geprefabriceerde siliciumdioxidedeeltjes te bevestigen en ze vervolgens te coaten met polyethyleenglycol. Voor elke grootteklasse selecteerden ze quantum dots die licht van een andere golflengte afgeven.

De onderzoekers injecteerden intraveneus een mengsel van deeltjes met een diameter van 12, 60, en 125 nm in muizen met kanker. Fluorescentiemicroscopie werd gebruikt om de binnenkomst van de deeltjes in het tumorweefsel in vivo te volgen. Terwijl de 12 nm-deeltjes gemakkelijk vanuit de bloedvaten het weefsel in gingen en zich snel verspreidden, de 60 nm deeltjes gingen door de wanden van de ader maar bleven binnen 10 µm van de vaatwand, niet verder in het weefsel kunnen komen. De deeltjes van 125 nm gingen in wezen helemaal niet door de wanden van de bloedvaten.