نانو ذرات طلا خواص جالبی دارند. زیست سازگاری و خواص نوری مناسب، سبب کاربرد گسترده نانو ذرات طلا در پزشکی شده است. در این مقاله، روش های تولید و کاربردهای پزشکی نانو ذرات طلا به صورت خلاصه مورد بررسی قرار گرفته اند.
نانو ذرات طلا چیست؟
نانو ذرات طلا در واقع نانو ذراتی از جنس فلز طلا و با اندازه و شکل های متفاوت هستند. حداقل یکی از ابعاد نانوذرات طلا، نانومتری است. به عبارت دیگر، یکی از ابعاد آن زیر 100 نانومتر است. برای مثال نانو کرات یا نانومیله هایی از طلا که قطر آنها زیر 100 نانومتر باشد، از جمله نانو ذرات طلا هستند.
مهمترین کاربردهای نانو ذرات طلا در پزشکی، صنایع الکترونیک و تولید کاتالیست است. اما در صنایع آرایشی بهداشتی و غیره نیز کاربرد دارند.
سنتز نانو ذرات طلا
کاهش شیمیایی کلروآریک اسید (HAuCl4) در یک مایع، شناخته شده ترین و پرکاربردترین روش تولید نانوذرات طلا است. بر حسب نوع عامل کاهنده و سایر شرایط سنتز، روش های سنتز مختلفی ارائه شده است. در هر یک از این روش ها اندازه، توزیع اندازه و مورفولوژی نانوذرات طلای بدست آمده متفاوت است. مثلا از سیترات ها می توان برای کاهش شیمیایی این اسید استفاده نمود. در این روش، سیترات به عنوان پایدار کننده نیز عمل نموده و از کلوخه شدن نانو ذرات طلا جلوگیری می نماید.
در روش روش پرالت (Perrault) که سال 2009 ارائه شد، از هیدروکینون برای کاهش کلروآریک اسید استفاده می شود. قطر ذرات تولید شده توسط این روش 30 ال 300 نانومتر است. از روش مارتین که سال 2010 ارائه شد، می توان برای تولید نانوذرات طلای منودیسپرس (با اندازه یکسان) با اندازه 3 الی 6 نانومتر، در آب استفاده نمود.
نانو ذرات کلوئیدی طلا
نانو ذرات کلوئیدی طلا یا طلای کلوئیدی یک سوسپانسیون کلوئیدی حاوی نانوذرات طلا در یک حلال است. حلال مورد استفاده در نانو ذرات کلوئیدی طلا، عمدتا آب است. رنگ نانو ذرات کلوئیدی طلا به اندازه نانو ذرات طلا و مورفولوژی آنها وابسته بوده از قرمز تیره (برای نانو ذرات کروی زیر 100 نانومتر) تا آبی، سیاه، زرد و بی رنگ متغیر است. پدیده تشدید پلاسمون سطحی محلی (LSPR) در ایجاد این طیف رنگ نقش اساسی دارد. به علاوه، شکل و اندازه نانو ذرات کلوئیدی طلا، بر خواص و لذا کاربرد آنها اثر بسیار مهمی دارد.
نانو ذرات طلا در پزشکی
نانو ذرات طلا در تصویر برداری
تصویر برداری یکی از مهمترین روش های تشخیص در پزشکی است. برای تصویر برداری از شرایط داخلی بدن روش های متفاوتی توسعه یافته است که هر یک از بخشی از طیف الکترومغناطیسی استفاده می کنند. برای مثال در روش برش نگاری یا توموگرافی کامپیوتری (Computed Tomography) از اشعه ایکس استفاده می شود. اساس روش سی تی اسکن (CT scan)، تفاوت دانسیته بافت سالم و بیمار است. با استفاده از عوامل کنتراست (contrast agents)، مقدار تفاوت بین بافت های سالم و مریض در تصویر بدست آمده افزایش یافته و کیفیت تصویر بیشتر می شود.
مواد یددار از عوامل کنتراست رایج مورد استفاده در سی تی اسکن است. اما محدودیت هایی مانند زمان تصویر برداری کوتاه و حذف سریع کلیوی دارد. اخیرا استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان عامل کنتراست در سی تی اسکن مورد توجه قرار گرفته است.
نانو ذرات طلا در رهایش دارو
رهایش دارو یکی از کاربردهای نانوذرات طلا در پزشکی است. از نانو ذرات طلا می توان در رهایش انواع مولکول های درمانی مانند کوچک مولکول ها، ژن ها و پروتئین های درمانی استفاده نمود.
نانو ذرات طلا در درمان
خواص نوری جالب، نانو ذرات طلا را به کاندید مناسبی برای درمان های فتوترمال (PTT) و فتودینامیک (PDT) و پرتودرمانی (RT) تبدیل نموده است. در روش PTT از موادی با بازدهی تبدیل فتوترمال بالا استفاده می شود. به عبارت دیگر از موادی که به خوبی نور را به حرارت تبدیل می کنند استفاده می شود.
نانوذرات طلا موادی فتوترمال بوده و حداکثر جذب آن در محدوده مرئی و NIR است. به دلیلی رزونانس پلاسمون سطحی (SPR)، نانو ذرات طلا دارای بازدهی تبدیل فتوترمال بالایی هستند. نانوذرات طلا پس از تزریق به بدن در محل تومور جمع می شوند. سپس نورس در محدوده فروسرخ نزدیک (NIR) به نانو ذرات طلا تابانده می شود. استفاده از این نور به دلیل مضر نبودن و نفوذ نسبتا زیاد در بافت بدن است. با تابش نور، نانومواد تجمع یافته در تومور، آن را به گرما تبدیل نموده و دمای تومور به صورت محلی بالا می رود. این افزایش دما سبب مرگ (یا اصطلاحا آپوپتوز) سلول های سرطانی می شود.
در روش PDT از تابش نور برای تولید گونه های اکسیژن فعال (ROS) استفاده می شود. این گونه ها می توانند سبب آپوپتوز و مرگ سلول های سرطانی شوند. در روش پرتودرمانی از تابش های پرانرژی و یونیزه کننده بویژه اشعه ایکس و گاما برای کشتن سلول های سرطانی استفاده می شود.
نانو ذرات طلا در سنسوها
نانوذرات طلا تعبیه شده در یک هیدروژل متخلخل را می توان در زیر پوست کاشت و به عنوان حسگر استفاده کرد. این سنسور مانند یک خال کوبی نامرئی بوده که می تواند تغییرات غلظت مواد موجود در خون را نشان دهد.