Nanodiamant met goudstaafjes (zwart)

Koppel nanogoudstaafjes chemisch aan nanodiamantjes en je kunt tenminste zien wat je doet wanneer je tumoren warm probeert te stoken. Dat stelden Taiwanese onderzoekers onlangs in EPJ Quantum Technology.

Dat stoken is een oud idee. Nanogoudstaafjes worden heet wanneer je ze beschijnt met een nabij-infraroodlaser, en als ze op dat moment in weefsel zitten zal de hitte de omringende cellen doden. Als je iets bedenkt waardoor dat nanogoud zich ophoopt in tumoren, moet je die in principe kapot kunnen stoken - een graad of tien extra is daarvoor al voldoende. Maar zolang je niet kunt voorspellen hoeveel deeltjes zich in de tumor verzamelen en dus ook niet hoe hoog de temperatuur precies oploopt, blijft de toepasbaarheid nogal beperkt.

De nanodiamantjes moeten uitkomst brengen. Of liever een bepaald structuurdefect dat vaak in zulke diamantjes voorkomt als bijwerking van het productieproces. In zo’n negatively charged nitrogen-vacancy center ( N-V- center) mist één koolstofkern helemaal, terwijl één van zijn buren is vervangen door stikstof. Wanneer je zo’n N-V- center exciteert met laserlicht in het zichtbare gebied (bijvoorbeeld groen), dan zie je een sterke rode fluorescentie. En die fluorescentie blijkt weer sterk afhankelijk van omgevingsfactoren, waaronder de temperatuur.

In Nature werd twee jaar geleden al uitgelegd hoe je met zulke diamantjes de inwendige temperatuur van cellen kunt meten. De suggestie om ze aan gouddeeltjes te koppelen kwam in die publicatie ook al langs, maar de Taiwanezen lijken de eersten te zijn die het daadwerkelijk in praktijk hebben gebracht. Hun beschrijving is nogal summier maar het komt er op neer dat ze de diamantjes chemisch modificeren met ‘staarten’ die aan het andere eind positief zijn geladen en daardoor de negatief geladen goudstaafjes complexeren zonder dat dáár een coating overheen hoeft.

De onderzoekers hebben de combinatie uitgeprobeerd op een kweekje van HeLa-cellen. Het lijkt er op dat ze de exacte temperatuur nog niet kunnen bepalen maar wel kunnen zien of hij stijgt of niet, wat op z'n minst suggereert dat het principe moet zijn uit te werken tot iets dat praktisch bruikbaar is.

bron: Springer