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

Les nanoparticules à chaîne unique (SCNP) sont un matériau attrayant 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, " déclare le professeur Wolfgang Binder de l'Institut de chimie de MLU. Comme il s'agit d'un nouveau domaine de recherche, certaines questions restent encore sans réponse. Jusqu'à maintenant, par exemple, la structure interne des particules avait seulement été supposée, mais pas définitivement résolu.

Après que Binder et son équipe ont développé de nouvelles nanoparticules à chaîne unique qui pourraient être utilisées en médecine, ils voulaient en savoir plus sur leur structure. "Nous avons conclu que les nanoparticules que nous avons développées doivent avoir un structure interne, " dit 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 telles particules minuscules.

L'objectif du groupe de recherche de Binder est 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, un doctorat étudiant dans le groupe de recherche de Binder. Ils ne peuvent pas être détruits par le système immunitaire du corps et ils doivent également avoir les bons sites de liaison internes pour qu'un colorant ou une autre molécule puisse être stocké et protégé. En outre, ils doivent être solubles dans l'eau pour pouvoir être transportés par la circulation sanguine. "Ils forment souvent de grosses touffes, mais nous avons maintenant pu produire des particules individuelles, " dit Hoffmann. Ils ont utilisé une astuce chimique pour condenser la chaîne sous la forme souhaitée.

La teinture, qui est incorporé au cours du processus de fabrication, doit être utilisé pour l'imagerie dite photoacoustique. La procédure représente une alternative à la tomographie par ordinateur, mais sans 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, par exemple, dans la visualisation des tumeurs dans lesquelles il pénétrerait via les vaisseaux sanguins.

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