(PhysOrg.com) -- Les nanoparticules d'or sont en train de devenir l'étalon-or… et bien… d'or pour les nanoparticules à usage médical. Un nouvel article rédigé par des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) et du Laboratoire de caractérisation des nanotechnologies du National Cancer Institute (NCL) propose non seulement une sorte de « banc d'essai » de nanoparticules d'or pour explorer comment les minuscules particules se comportent dans les systèmes biologiques, mais aussi un paradigme sur la façon de caractériser les formulations de nanoparticules pour déterminer exactement avec quoi vous travaillez.

Utilisations potentielles des nanoparticules d'or, dit Vince Hackley, chimiste du NIST, comprennent des systèmes d'administration de médicaments de haute précision et des amplificateurs d'images diagnostiques. L'or est non toxique et peut être transformé en particules de différentes tailles et formes. Par lui-même, l'or ne fait pas grand chose biologiquement, mais il peut être "fonctionnalisé" en y attachant, par exemple, des médicaments à base de protéines ainsi que des molécules de ciblage qui se regroupent préférentiellement autour des cellules cancéreuses. Les nanoparticules sont généralement également enrobées, pour les empêcher de s'agglutiner et pour éviter une élimination rapide par le système immunitaire du corps.

Anil Patri de NCL note que la composition de revêtement, la densité et la stabilité ont un impact profond sur la sécurité des nanomatériaux, la biocompatibilité (la bonne distribution des nanoparticules dans l'organisme), et l'efficacité du système de distribution. « La compréhension de ces paramètres grâce à une caractérisation approfondie permettrait à la communauté des chercheurs de concevoir et de développer de meilleurs nanomatériaux, " il dit.

Pour faciliter de telles études, l'équipe NIST/NCL a entrepris de créer un banc d'essai de nanoparticules - un uniforme, nanoparticule noyau-coquille contrôlable qui pourrait être fabriquée sur commande avec une forme et une taille précises, et auquel pourrait être attaché presque n'importe quelle fonctionnalité potentiellement utile. Les chercheurs pourraient alors étudier comment les variations contrôlées s'en sortaient dans un système biologique.

Leur système d'essai est basé sur des molécules ramifiées de forme régulière appelées dendrons, un terme dérivé du mot grec pour "arbre". La chimie de Dendron est assez nouvelle, datant des années 1980. Ils sont excellents pour cet usage, dit le chercheur du NIST Tae Joon Cho, parce que les dendrons individuels ont toujours la même taille, contrairement aux polymères, et peut facilement être modifié pour transporter des molécules de "charge utile". À la fois, la pointe de la structure, le tronc de "l'arbre", est conçue pour se lier facilement à la surface d'une nanoparticule d'or.

L'équipe a effectué un ensemble exhaustif de mesures afin de pouvoir décrire en détail leurs nanoparticules recouvertes de dendrons sur mesure. "Il n'y a pas beaucoup de protocoles pour caractériser ces matériaux - leurs propriétés physiques et chimiques, stabilité, etc, " Hackley dit, "donc, l'une des choses qui sont ressorties du projet est une série de protocoles de mesure de base que nous pouvons appliquer à tout type de nanoparticule à base d'or. »

Toute technique de mesure unique, il dit, est probablement insuffisant pour décrire un lot de nanoparticules, car il sera probablement insensible à certaines plages de tailles ou confondu par d'autres facteurs, en particulier si les particules se trouvent dans un fluide biologique.

Le nouvel article du NIST/NCL fournit les débuts d'un catalogue de techniques d'analyse pour obtenir une description détaillée des nanoparticules. Ces techniques comprennent la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, spectrométrie de masse à désorption/ionisation laser assistée par matrice, diffusion de lumière dynamique, spectroscopie ultraviolet/visible et spectroscopie photoélectronique à rayons X. Les nanoparticules recouvertes de dendrons ont également été testées pour la stabilité dans des conditions de température « biologiquement pertinentes », l'acidité et certaines formes reconnues d'attaque chimique qui auraient lieu dans la circulation sanguine. Des tests biologiques in vitro sont en cours.