Un termometro molecolare basato su eliche peptidiche legate a nanoparticelle d'oro

Sebbene l'oro sia uno degli oggetti di studio più vecchi nella storia della scienza, la sua rinascita porta oggi ad un aumento esponenziale nel numero di pubblicazioni, in particolare nei campi emergenti delle nanoscienze e delle nanotecnologie basate sulle nanoparticelle (AuNPs). Le AuNPs, che sono le nanoparticelle metalliche più stabili, presentano aspetti affascinanti, ad esempio i loro numerosi metodi di autoassemblaggio che coinvolgono le scienze dei materiali, il comportamento delle particelle individuali, le proprietà elettroniche, magnetiche e ottiche collegate alle loro dimensioni variabili, e le loro applicazioni alla catalisi e alla biologia. I nostri gruppi di ricerca sono interessati alle AuNPs riscaldate plasmonicamente che trovano numerose applicazioni terapeutiche nel campo della scienza della vita. Ad esempio, nella terapia ipertermica del cancro AuNPs riscaldate plasmonicamente sono utilizzate per la deposizione localizzata del calore nei tessuti cancerogeni umani che provoca una distruzione cellulare termica irreversibile. Per la sintesi di AuNPs una miscela di precursori molecolari viene addizionata con reagenti opportuni così da produrre una serie di oggetti nanodispersi e ben organizzati nei quali la parte interna inorganica è ricoperta da un monostrato tridimensionale di molecole organiche strettamente impacchettate. Un obiettivo a cui si è puntato frequentemente negli ultimi anni consiste nella preparazione di nanoparticelle ricoperte da peptidi dotati di una struttura elicoidale ben definita. Viste dall'esterno, queste nanoparticelle assomigliano da vicino a proteine globulari artificiali nelle quali la biocompatibilità dell'organizzazione spaziale chirale dell'involucro con l'affollamento dei gruppi funzionali può consentire la realizzazione di sistemi complessi. Nella nostra applicazione specifica abbiamo utilizzato la spettroscopia risolta nel tempo pompa visibile/rivelatore visibile al fine di determinare i tempi di raffreddamento di particelle eccitate a livello del plasmone. Abbiamo quindi ottenuto dati di conducibilità termica dell'interfaccia metallo/strato di ricoprimento/solvente che hanno consentito di capire meglio il meccanismo attraverso il quale il calore viene trasportato su uno strato di ricoprimento biocompatibile e ideato in modo mirato. 

Autori: M. Schade, A. Moretto, P. Donaldson, C. Toniolo, P. Hamm

Titolo: Vibrational energy transport through a capping layer of appropriately designed peptide helices over gold nanoparticles

Rivista: Nanoletters

Anno: 2010

Riferimenti bibliografici: 10 (2010), pp. 3057-3061