Nanočastice vs. Nanoklastre

Nanotechnológie sú smerom, ktorý rastie zo dňa na deň a preniká do každého aspektu každodenného života na celom svete. Nanotechnológie sa zameriavajú na štúdium a prácu s ultra-malými materiálmi a zariadeniami, vo všeobecnosti nazývanými nanomateriály. Nanomateriály sú prírodné alebo synteticky pripravené materiály obsahujúce častice v neviazanom stave alebo agregáty, ktorých ≥50% častíc má aspoň jednu zo svojích strán vo veľkostnom rozmedzí od 1 do 100 nm. Avšak v niektorých prípadoch môžu byť ich zaujímavé vlastnosti nadobúdané práve pri dĺžkach menších ako 1 nm (až k 0,1 nm pri atómových a molekulových manipuláciách) alebo pri väčších ako 100 nm (až do 300 nm v prípadoch nanopolymérov a nanokompozitov). Nanomateriály majú v porovnaní s väčšími časticami špecifické fyzikálne, optické, elektronické a biologické vlastnosti. Dôvodom pre vznik takýchto vlastností je charakteristický vysoký pomer medzi povrchom a objemom materiálu^1,2.

Nanočastice (NP) sú dôležitou zložkou nanotechnológií a tvoria tzv. „mosty“ medzi nadrozmernými materiálmi a jedno-molekulovými alebo atómovými štruktúrami. Medzi známe typy NP patria kovové NP, kvantové bodky, Bio-NP (nanokompozity s DNA al. proteínmi, atď), polymérne NP a koloidy³. Rozdiel medzi NP a nanoklastrami (NC) je definovaný na základe ich veľkosti. NP majú kovové jadro >2 nm a NC naopak < 2 nm. Avšak presný rozdiel medzi NP a NC nebol až dodnes známy. Ich rozdelenie vyplýva z veľkého rozdielu v optických vlastnostiach. NC pripravené zo vzácnych kovov (AuNC, AgNC) sú bežne zložené z klastrov obsahujúcich pár atómov až niekoľko stoviek atómov kovu. Klastre majú priemer <2 nm, čo je porovnateľné s Fermiho vlnovou dĺžkou elektrónov Au alebo Ag. Štruktúra NC je zložená z kovového jadra a obalu. Obal môžu tvoriť proteíny, DNA, polyméry, dendriméry, tioly alebo iné malé molekuly. Zavedenie AuNC do živého systému zahŕňa možnosť interakcie medzi biomolekulami/bunkami a aplikovanými nanosystémami, a preto štúdium ich interakcie je nevyhnutnou súčasťou bio-aplikácií nanosystémov⁴.

Ako príklad fluorescenčných AuNC uvádzame nami pripravené AuNC modifikované kyselinou 11-merkaptoundekánovou (AuNC@MUA), ktorá slúži ako redukčné činidlo, stabilizuje AuNC pred agregáciou alebo vyzrážaním, taktiež zväčšuje povrch AuNC potrebný pre úspešnú interakciu s biomolekulami/bunkami.