Fabbricazione di un Au

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 18729 (2022) Citare questo articolo

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Le nanoparticelle sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni biomediche e nei trattamenti contro il cancro grazie alla loro scala ridotta, alla multifunzionalità e al lungo tempo di ritenzione. Tra le varie nanoparticelle, la proprietà ottica unica derivata dall'effetto di risonanza plasmonica superficiale localizzata delle nanoparticelle metalliche è una delle ragioni principali per cui le nanoparticelle metalliche vengono ricercate e applicate. Le nanoparticelle di rame e ferro hanno il potenziale di generare radicali idrossilici in eccesso di H2O2 tramite reazioni Fenton o simili a Fenton. D’altra parte, le nanoparticelle d’oro dotate di un fotosensibilizzatore possono trasferire l’energia dei fotoni in energia chimica e aumentare la produzione di ossigeno singoletto, adatto per il trattamento del cancro. Con l'azione di queste due specie reattive dell'ossigeno nel microambiente tumorale, è possibile indurre ulteriormente l'apoptosi cellulare. In questo lavoro, abbiamo prima sintetizzato nanoparticelle doppie metalliche con poli[stirene-alt-(acido maleico, sale di sodio) (polimero di ossido di ferrite Cu) mediante una semplice reazione di riduzione idrotermale in una fase. Quindi, l'oro (III) è stato ridotto e drogato nella struttura, che ha formato una tripla struttura metallica, nanoparticelle di ferrite Cu drogate con Au (NP di polimeri di ossido di ferrite Au/Cu). Il rapporto metallico del prodotto potrebbe essere controllato manipolando il rapporto Fe/Cu dei reagenti e la sequenza di aggiunta dei reagenti. La struttura nucleo-guscio è stata verificata mediante microscopia elettronica a trasmissione. Inoltre, è stata dimostrata la capacità di generazione di radicali idrossilici e ossigeno singoletto del polimero di ossido di ferrite Au/Cu. È stato misurato l'effetto chemiodinamico e fotodinamico ed è stata osservata la generazione di ROS in vitro. Inoltre, il comportamento dell’endocitosi da parte delle cellule tumorali potrebbe essere controllato dal campo magnetico. Il risultato ha indicato che il nanoreattore core-shell Au/Cu di ossido di ferrite-polimero è un potenziale agente per la terapia sinergica chemiodinamica/fotodinamica.

L'applicazione di nanoparticelle metalliche è ormai una soluzione popolare in vari campi, tra cui catalisi, semiconduttori e usi biomedici1,2,3,4. Le proprietà fisico-chimiche uniche dell'elevato rapporto superficie-volume, dell'effetto di risonanza plasmonica superficiale localizzata e dell'internalizzazione, dovute alle piccole dimensioni delle nanoparticelle, forniscono nuove prospettive per risolvere una varietà di problemi biomedici5,6,7,8,9,10.

Tra le varie applicazioni delle nanoparticelle in campo biomedico, la cura del cancro è un argomento adatto. A causa della breve crescita dei tumori, esistono numerose differenze tra il tessuto tumorale e il tessuto normale, tra cui un basso valore di pH, un microambiente ipossia e vasi difettosi11,12. La struttura e la funzione anomale dei vasi tumorali con perdite e difetti forniscono siti in cui le nanoparticelle possono avvicinarsi ai tessuti tumorali e accumularsi passivamente. Questo fenomeno è chiamato effetto di permeabilità e ritenzione migliorata13.

La terapia fotodinamica (PDT), una modalità terapeutica innovativa e promettente per il trattamento dei tumori, coinvolge luce, fotosensibilizzatori e ossigeno attorno al tessuto14,15. Tra questi, i fotosensibilizzatori funzionano essenzialmente come catalizzatori che possono essere attivati ​​dalla luce di una lunghezza d'onda specifica e trasferire l'energia alle molecole di ossigeno circostanti, determinando la generazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) tramite reazioni di Tipo I e di Tipo II16,17,18. Con l'assorbimento della luce, questi specifici fotosensibilizzatori possono subire un incrocio intersistema e reagire ulteriormente in due modi: con le biomolecole per generare ROS indirettamente (reazione di Tipo I) o direttamente con l'ossigeno, che crea un trasferimento di energia e si traduce nella generazione di ossigeno singoletto (1O2) ( Reazione di tipo II)18. Tra di loro, 1O2 è estremamente elettrofilo e può ossidare direttamente i doppi legami ricchi di elettroni nelle molecole biologiche e nelle macromolecole. Si ritiene che sia il principale agente citotossico correlato al PDT19.