News – United States – Researchers produce tiny nanoparticles and reveal their internal structure for the first time

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8 February 2021

par Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

De minuscules nanoparticules peuvent être fournies avec des colorants et pourraient être utilisées pour de nouvelles techniques d’imagerie, comme le montrent des chimistes et physiciens de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) dans une étude récente Les chercheurs ont également été les premiers à déterminer complètement la structure interne des particules Leurs résultats ont été publiés dans la célèbre revue Angewandte Chemie

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Les nanoparticules à chaîne unique (SCNP) sont un matériau attractif pour les applications chimiques et biomédicales Ils sont créés à partir d’une seule chaîne de molécules qui se replie en une particule dont la circonférence mesure de trois à cinq nanomètres “Parce qu’ils sont si petits, ils peuvent voyager partout dans le corps humain et être utilisés à des fins très diverses”, explique le professeur Wolfgang Binder de l’Institut de chimie de MLU. Comme il s’agit d’un nouveau domaine de recherche, certaines questions restent sans réponse Jusqu’à présent, for example, la structure interne des particules avait seulement été supposée, mais pas définitivement résolue

Après que Binder et son équipe aient développé de nouvelles nanoparticules à chaîne unique pouvant être utilisées en médecine, ils voulaient en savoir plus sur leur structure «Nous avons conclu que les nanoparticules que nous avons développées doivent avoir une structure interne spéciale», déclare Binder Pour établir cela, il a contacté des collègues des départements de chimie et de physique de MLU En utilisant une combinaison de résonance de spin électronique et de spectroscopie de fluorescence, les scientifiques ont pu visualiser pour la première fois la structure d’un SCNP. «Ils forment une sorte de nano-poche qui peut protéger un colorant ou d’autres molécules», explique Binder Leurs résultats sont conformes aux hypothèses précédentes sur la structure spatiale possible au sein de ces minuscules particules

Le groupe de recherche de Binder a pour objectif de développer des nanoparticules pour les tests de diagnostic Cependant, produire les nanoparticules est une tâche complexe «Ils doivent être pratiquement invisibles pour le corps», explique Justus Friedrich Hoffmann, Phré étudiant dans le groupe de recherche de Binder Ils ne peuvent pas être détruits par le système immunitaire de l’organisme et ils doivent également avoir les bons sites de liaison interne pour qu’un colorant ou une autre molécule puisse être stocké et protégé. Moreover, ils doivent être solubles dans l’eau pour pouvoir être transportés via la circulation sanguine «Ils forment souvent de gros amas, mais nous sommes désormais capables de produire des particules individuelles», déclare Hoffmann Ils ont utilisé une astuce chimique pour condenser la chaîne dans la forme souhaitée

Le colorant, qui est incorporé pendant le processus de fabrication, doit être utilisé pour l’imagerie dite photoacoustique La procédure représente une alternative à la tomographie par ordinateur mais sans le rayonnement dangereux Il permet de regarder plusieurs centimètres de profondeur dans les tissus de l’extérieur du corps Normalement, le colorant est rapidement détruit par le corps, dit Binder Les minuscules nanoparticules protègent le colorant, qui pourrait être utilisé, for example, dans la visualisation de tumeurs dans lesquelles il entrerait par les vaisseaux sanguins

Les SCNP peuvent également être utilisés dans une grande variété d’autres applications Par exemple, ils pourraient être utilisés comme nanoréacteurs dans lesquels des réactions chimiques ont lieu

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Nanoparticules, research, structure, nanotechnologie, chemistry