Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro Anfífilos

A concha de ligante de nanopartículas de ouro pode ser projetada para expor várias propriedades diferentes que podem ser aplicadas para enfrentar os desafios da biomedicina^1,2,3,4. Essa versatilidade permite o controle das interações intermoleculares entre nanopartículas e biomoléculas^5,6,7. A hidrofobicidade e a carga desempenham um papel decisivo, bem como outros parâmetros superficiais que afetam a forma como as nanopartículas interagem com as biomoléculas^5,8,9. Para sintonizar as propriedades superficiais das nanopartículas, a escolha de moléculas de tiolato que compõem a concha do ligante oferece uma infinidade de possibilidades, de acordo com as características procuradas. Por exemplo, uma mistura de moléculas de ligantes com grupos finais hidrofóbicos e hidrofílicos (por exemplo, carregados) são freqüentemente usadas para gerar nanopartículas anfífilas^10,11.

Um exemplo proeminente deste tipo de nanopartículas é protegido por uma mistura de OT e de Mus (doravante chamado Mus: nanopartículas do ot) que foi mostrado para possuir muitas propriedades relevantes^12,13,14. Primeiro, com uma composição de casca de ligantes de 66% MUS (doravante 66:34 MUS: OT), a estabilidade coloidal das nanopartículas é alta, atingindo até 33% em peso em água desionizada, bem como em soro fisiológico tamponado com fosfato (1x, 4 mM de fosfato, 150 mM NaCl)¹⁵. Além disso, estas partículas não precipitam em valores de pH relativamente baixos: por exemplo, em pH 2,3 e com concentrações de sal de 1 M NaCl¹⁵, estas nanopartículas permanecem coloidalmente estáveis por meses. A razão estequiométrica entre as duas moléculas na casca do ligante é importante porque dita a estabilidade coloidal em soluções com alta resistência iônica¹⁶.

Estas partículas têm sido mostradas para atravessar a membrana celular sem Poram-lo, através de uma via de energia independente^1,12. A fusão espontânea entre estas partículas e os bicamadas do lipido subjaz sua difusividade através das membranas de pilha¹⁷. O mecanismo por trás dessa interação é a minimização do contato entre uma área de superfície hidrofóbica solvente-acessível e moléculas de água após a fusão com bicamadas lipídico¹⁸. Comparado a nanopartículas de All-MUS (nanopartículas que têm apenas o ligante MUS em sua casca), a maior hidrofobicidade no MUS misto: nanopartículas de OT (por exemplo, em um 66:34 MUS: OT composição) aumenta a extensão do diâmetro do núcleo que pode fundir com lipídios bicamadas¹⁸. Diferentes organizações de automontagem do escudo ligante correlacionam-se com modos de ligação distintos de 66:34 MUS: nanopartículas de OT com várias proteínas, como albumina e ubiquitina, quando comparadas às partículas de All-MUS¹⁹. Recentemente, relatou-se que 66:34 Mus: as nanopartículas do ot podem ser utilizadas como um agente antiviral do largo-espectro que destrua irreversivelmente os vírus por causa das ligações eletrostáticas multivalentes de ligantes do Mus e de acoplamentos-locais de ligantes do ot ao capsídeo proteínas¹⁴. Em todos estes casos, verificou-se que o conteúdo hidrofóbico, bem como o tamanho do núcleo das nanopartículas, determina como essas interações bio-nano acontecem. Estas propriedades diversas de nanopartículas de Mus: OT alertaram muitos estudos da simulação do computador que visaram esclarecer os mecanismos que sustentam as interações entre o mus: partículas do OT e várias estruturas biológicas tais como bicamadas do lipido²⁰.

A preparação de nanopartículas do MUS: OT-Protected au representa alguns desafios. Primeiramente, o ligante carregado (Mus) e o ligante hydrofóbico (OT) são immiscible. Assim, a solubilidade das nanopartículas e dos ligantes deve ser levada em consideração ao longo da síntese, bem como durante a caracterização. Adicionalmente, a pureza das moléculas do ligante do Mus-especificamente, o índice de sais inorgânicos no material começar-influencia a qualidade, a reprodutibilidade, assim como a estabilidade coloidal a curto e a longo prazo das nanopartículas.

Aqui, uma síntese detalhada e a caracterização desta classe de nanopartículas anfifílicas do ouro protegidas por uma mistura de MUS e de OT são esboçadas. Um protocolo para a síntese do ligante do Mus negativamente carregado é relatado para assegurar a pureza e, daqui, a reprodutibilidade de synteses diferentes da nanopartícula. Em seguida, o procedimento para gerar essas nanopartículas, com base em uma síntese de uma fase comum, seguida pela purificação completa, é relatada em detalhes. Várias técnicas de caracterização necessárias²¹, tais como tem, UV-VIS, TGA, e RMN, foram combinadas para obter todos os parâmetros necessários para quaisquer outros experimentos biológicos.