Výroba zlatého vateritu. Kredit: Tel Aviv University.

Mezinárodní výzkumný tým v čele s odborníky izraelské Tel Aviv University zaznamenal významný úspěch v oblasti nanomateriálů. Vyvinuli inovativní nanotechnologii, která umožňuje přeměnit nanočástice průhledného kalcitu na třpytivé částice obohacené zlatem. Jinak řečeno, změnili průhledné nanočástice na částice, které jsou vidět. Zní to možná jednoduše, jde ale o významný průlom v nanomedicíně, který by mohl přinést řadu zajímavých aplikací v léčbě rakovin a dalších závažných onemocnění.

Roman Noskov. Kredit: R. Noskov.

Roman Noskov a jeho spolupracovníci vytvořili biokompatibilní částice metamateriálu, který nemá obdobu v přírodě. Jejich postup je navíc slibný pro mnohem širší využití v biomedicínských systémech. Nabízí možnost tvorby nanočástic pro senzory, fototermální léčbu, fotoakustickou tomografii, bioimaging nebo cílený transport léčiv.

Jak říká Noskov, jejich výzkum je výsledkem mezioborového úsilí v rámci nanomedicíny, spojujícího fyziku metamateriálů a bioorganickou chemii. S kolegy vytvořili metamateriál submikronové velikosti z biokompatibilních součástí. Přitom právě biokompatibilita je dnes u podobných struktur typickým problémem, který brání využití podobných optických metamateriálů v medicíně a biologii. Jejich výroba totiž obvykle zahrnuje použití toxických chemických látek.

Logo. Kredit: Tel Aviv University.

Postup Noskova týmu zahrnuje kontrolovanou infuzi nanočástic zlata do vateritu, polymorfního minerálu tvořeného uhličitanem vápenatým. Při reakci s vodou za nízké teploty se tento minerál mění na kalcit. Výsledkem uvedeného postupu je metamateriál „zlatý vaterit“, jehož optické vlastnosti je možné nastavit množstvím zlata, které obsahuje. Částice zlatého vateritu pojmou velké množství „nákladu“, kterým může být léčivo a/nebo fluoreskující látka.

Badatelé již ověřili funkčnost zlatého vateritu pro fototermální léčbu a fotoakustickou tomografii. V pilotním experimentu ozařovali nový metamateriál laserem s červeným a blízce infračerveným světlem. Zlatý vaterit se úspěšně zahříval, což je přesně to, co je pro zmíněné biomedicínské postupy žádoucí.

Literatura

Phys.org 10. 6. 2021.

Advanced Materials online 13. 5. 2021.