Как активированные наночастицы золота позволяют отслеживать движение лекарств в организме
Исследователи из Университета Васэда (Токио) представили новый метод визуализации, который позволяет напрямую и с высокой чувствительностью отслеживать наночастицы золота (AuNPs) внутри тела. Техника использует нейтронную активацию золота и может революционизировать доставку противораковых препаратов, обеспечивая визуализацию в реальном времени без внешних трассеров.
Проблема отслеживания
Наночастицы золота (размером 1–100 нм) — перспективные носители для целевой доставки лекарств в опухоли. Однако отслеживание их движения в организме было сложной задачей. Традиционные методы (флуоресцентные красители, радиоизотопы) дают ограниченную визуализацию, так как трассеры могут отсоединяться от AuNPs.
Новый метод: нейтронная активация
Ученые облучили стабильные наночастицы золота (197Au) нейтронами, превратив их в радиоактивный изотоп 198Au. Этот изотоп испускает гамма-лучи, которые можно детектировать извне.
«Активация атомов через облучение частицами — это техника, которая напрямую изменяет материал. Измененные элементы иногда нестабильны и испускают рентгеновские и гамма-лучи, что делает материал видимым извне. Это не меняет атомный номер, поэтому химические свойства элемента сохраняются», — объясняет профессор Дзюн Катаока.
Экспериментальное подтверждение
Исследователи подтвердили метод, введя радиоактивные AuNPs мышам с опухолями и визуализировав их с помощью специальной системы.
Применение для доставки лекарств
Метод также продемонстрировали для отслеживания радиотерапевтического препарата 211AtAt. У него короткий период полураспада (7.2 часа), и испускаемые им рентгеновские лучи исчезают за 2 дня. Ученые пометили 211AtAt радиоактивными AuNPs (198Au), создав 211AtAt-меченые (198Au) AuNPs. Благодаря более длительному периоду полураспада 198Au (2.7 дня), распределение препарата удалось отслеживать до 5 дней.
«С мечением (198Au) AuNPs мы смогли отслеживать распределение препарата до 5 дней, используя гамма-лучи от 198Au», — говорит соавтор Ацуси Тойосима из Института радиационных наук Университета Осаки.
Значение и перспективы
Эта работа — прорыв в области целевой доставки лекарств. Прямое отслеживание AuNPs в организме может привести к более эффективному лечению рака с точным мониторингом распределения препарата и открыть новые возможности для фармакокинетических исследований в реальном времени.
«Мы разработали простую и масштабируемую технику отслеживания AuNPs, которая может значительно продвинуть наномедицину», — отмечает соавтор Хироки Като.
В планах исследователей — повышение разрешения визуализации и расширение техники на другие наночастичные системы, чтобы сделать мониторинг лекарств клинической реальностью.
Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Letters.