UMBC化學(xué)，生物化學(xué)和環(huán)境工程教授Dipanjan Pan和合作者在《自然通訊》上發(fā)表了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究，該研究首次證明了在不需要傳統(tǒng)臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室的情況下生物合成癌細(xì)胞內(nèi)等離激元金納米顆粒的方法。它具有顯著擴(kuò)展生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的潛力。

傳統(tǒng)的基于實(shí)驗(yàn)室的金納米粒子合成方法需要離子前體和還原劑，這些前體和還原劑要經(jīng)受各種反應(yīng)條件(例如溫度，pH和時(shí)間)的影響。這導(dǎo)致納米顆粒尺寸，形態(tài)和功能的變化，這些變化與其在細(xì)胞中的內(nèi)在化，它們?cè)隗w內(nèi)的停留時(shí)間和清除率直接相關(guān)。為了避免這些不確定性，這項(xiàng)工作證明了金納米顆粒的生物合成可以直接在人細(xì)胞中有效地實(shí)現(xiàn)，而無(wú)需傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室方法。

研究人員研究了各種癌細(xì)胞如何通過(guò)形成金納米顆粒對(duì)氯金酸引入細(xì)胞微環(huán)境的反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的這些納米粒子可潛在地用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，包括在X射線(xiàn)成像中以及通過(guò)破壞異常組織或細(xì)胞而用于治療。

在論文中，Pan和他的團(tuán)隊(duì)描述了他們的新方法，該方法利用聚乙二醇作為離子型金的傳遞載體，在幾分鐘內(nèi)在細(xì)胞核內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生這些等離體金納米粒子。潘說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)獨(dú)特的系統(tǒng)，其中金納米顆粒被細(xì)胞生物分子還原，并且能夠保留其功能，包括將剩余簇引導(dǎo)至細(xì)胞核的能力。”

他們還通過(guò)誘導(dǎo)小鼠腫瘤內(nèi)金納米顆粒的原位生物合成，然后對(duì)腫瘤進(jìn)行光熱修復(fù)，進(jìn)一步證明了這種方法的生物醫(yī)學(xué)潛力。Pan解釋說(shuō)，小鼠研究證明了“這些金納米顆粒的細(xì)胞內(nèi)形成和核遷移為藥物遞送應(yīng)用提供了非常有前途的方法”。

潘指出，“金是最典型的貴族元素，自三個(gè)多世紀(jì)前首次膠體合成以來(lái)，一直用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。” “要欣賞其在臨床中的潛力，我們面臨的最具挑戰(zhàn)性的研究將是找到生產(chǎn)具有不折不扣的可重復(fù)性和功能性的新方法，這些功能性可以促進(jìn)有效的細(xì)胞結(jié)合，清除和生物相容性，并評(píng)估其長(zhǎng)效期。學(xué)期學(xué)期對(duì)人類(lèi)健康的影響。這項(xiàng)新研究是朝著實(shí)現(xiàn)這一總體目標(biāo)邁出的小而重要的一步。”