Белок из крови коров стабилизирует наночастицы золота

Белок из крови коров — бычий сывороточный альбумин (BSA) — способен предотвращать слипание наночастиц золота в растворе. Это открытие может улучшить биомедицинские применения и помочь в проектах, использующих наночастицы в агрессивных средах.

Как это работает?

BSA образует белковую "корону" вокруг наночастиц золота, что предотвращает их агрегацию, особенно в средах с высокой солёностью, например, в морской воде. Исследование проведено лабораториями химиков Стефана Линка и Кристи Ландес в Университете Райса и опубликовано в журнале ACS Sustainable Chemistry and Engineering.

Ключевое открытие: роль соли

Без BSA наночастицы золота в солёном растворе быстро слипаются и оседают. "Это само по себе нежелательно для биомедицинских или промышленных применений, поскольку может привести к проблемам с токсичностью", — объясняет аспирант Серхио Домингес-Медина. В присутствии солей избыточные заряды на поверхности частиц, препятствующие слипанию, удаляются, делая их гидрофобными. Однако если в растворе есть BSA, белки связываются с наночастицами быстрее, чем частицы связываются друг с другом. "Как только белок связывается, он обеспечивает суперзащиту от любого типа солевой агрегации".

Практическая ценность

• Биомедицина: Возможность использовать собственный альбумин пациента для повышения биосовместимости наночастиц.
• Промышленность: Стабилизация наночастиц в агрессивных средах, таких как морская вода, для применения в опреснении или топливных элементах.
• Экономика: Дешёвый метод стабилизации. Можно взять наночастицы, стабилизированные цитратом натрия, и просто добавить BSA, который образует прочный защитный монослой, вытесняя цитрат.

Контекст и перспективы

Способность наночастиц золота поглощать и перенаправлять свет лежит в основе ряда технологий, например, лечения рака (нанозолотые оболочки) или преобразования солнечной энергии в пар. Эти свойства проявляются только при условии, что частицы разделены. BSA решает эту проблему.

Дальнейшие исследования

Учёные изучают, насколько прочно наночастицы удерживают альбуминовую корону при многократном использовании, что важно для экономии дорогого золота. Также планируется с помощью спектроскопии в реальном времени изучить механизм связывания и исследовать взаимодействие наночастиц с биологически релевантными средами (ДНК, РНК, лекарствами). Отдельное направление — комбинирование BSA с золотыми наностержнями, чьи плазмонные свойства можно настраивать.