Elektrische Ladung von Nanopartikeln direkt gemessen

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Elektrostatische Ladung von Nano-Arzneipaketen

Für alle Lösungen, die in der Industrie hergestellt werden, ist die elektrische Ladung der enthaltenen Nanopartikel ebenfalls entscheidend, denn erst sie ermöglicht, dass eine flüssige Lösung so bleibt wie sie ist und nicht verklumpt. „Mit unserer neuen Methode erhalten wir ein Bild der ganzen Suspension mit allen darin enthaltenen Teilchen“, betont Prof. Madhavi Krishnan. Eine Suspension ist eine Flüssigkeit, in der sich kleinste Partikel oder Tröpfchen fein verteilen, wie zum Beispiel in Milch, Blut, vielen Farben, Kosmetika, Impfstoffen und unzählige Arzneien. „Die Ladung der Teilchen spielt darin eine große Rolle“, sagt die Zürcher Wissenschaftlerin.

Ein Beispiel ist die Herstellung von Medikamenten, die über „Drug-Delivery-Systeme“ über einen längeren Zeitraum hinweg gezielt und genau dosiert verabreicht werden sollen. Dabei fungieren Nanopartikel als „Pakete“, die die Arzneien dorthin bringen, wo sie wirken sollen. Entscheidend aber, dass sie Gewebe und Zellmembranen im Körper ungehindert passieren und damit überhaupt erst wirken können, ist sehr oft ihre elektrostatische Ladung. „Deswegen ist es so wichtig, ihre Ladung messen zu können. Bislang wurden meist nur ungenaue Resultate erzeugt“, so die Forscherin.

„Mit der neuen Methode können wir sogar in Echtzeit messen, wenn ein einzelnes Teilchen seine Ladung ändert“, ergänzt Prof. Madhavi Krishnan. „Das ist besonders für die Grundlagenforschung spannend und noch nie zuvor möglich gewesen.“ Denn Ladungsänderungen spielen bei allen Reaktionen im Körper eine Rolle, sei es von Proteinen, großen Molekülen wie die DNA-Doppelhelix, in der die Erbanlagen codiert sind, oder den Zellorganellen. „Wir untersuchen, wie die Materie im Millionstel Millimeterbereich funktioniert.“

Originalpublikation:

Mojarad, N, and Krishnan, M., Measuring the size and charge of single nanoscale objects in solution using an electrostatic fluidic trap. Nature Nanotechnology (2012); http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2012.99.html, doi:10.1038/nnano.2012.99

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