Nature Reviews Materials: Metallinanoklustereilla on monia sovelluksia katalyysistä biolääketieteeseen
Metallinanoklustereilla on hybridirakenne, jossa klusterin sisällä on metallinen ydin, joka yleisimmin koostuu jalometalleista (kuten kullasta ja hopeasta) tai jalometallien ja siirtymämetallien (kuten palladiumin ja platinan) sekoituksesta.
Metallinen ydin on suojattu orgaanisten ligandimolekyylien kerroksella. Ligandimolekyylien kemiallinen luonne määrittää klustereiden liukoisuuden eri ympäristöissä ja mahdollistaa klusterin orgaanisen ulkopinnan funktionalisoinnin ja vuorovaikutukset ympäristön kanssa. Esimerkkinä voidaan mainita sovellukset, jossa ulkopintaan kiinnitetään vaikkapa syöpäsolujen solureseptoreita tunnistavia peptidimolekyylejä ja syöpälääkemolekyylejä. Näin saadaan aikaan syöpälääkkeiden täsmäkuljettimia.
Klustereita voidaan käyttää myös biologisten molekyylien kemiallisina tunnistimina tai leimapartikkeleina, kun esimerkiksi suuria proteiineja tai proteiineista koostuvia viruspartikkeleita kuvataan elektronimikroskopian avulla.
Uusia ratkaisuja tarvitaan etenkin biolääketieteessä
Klusterit koostuvat muutamasta kymmenestä tai muutamasta sadasta metalliatomista, mikä mahdollistaa tarkkojen simulointimenetelmien käytön niiden rakenteiden ja ominaisuuksien tutkimisessa.
“Vaikka metallinanoklustereita on tutkittu jo usean vuosikymmenen ajan, vasta viime aikoina tutkijayhteisö on kiinnostunut niiden monista potentiaalisista sovelluksista hyvin laajalla rintamalla katalyysistä biolääketieteeseen”, sanoo artikkelin pääkirjoittaja, tutkijatohtori María Francisca Matus Jyväskylän yliopistosta.
Matus korostaa, että etenkin biolääketieteen alalla tarvitaan uudenlaisia tehokkaita, bioyhteensopivia ja turvallisia ratkaisuja.
“Olemme vakuuttuneita siitä, että nämä atomintarkat nanorakenteet tulevat edelleenkin yllättämään tutkijat erityisesti biolääketieteen alalla”, hän arvioi.
”Olemme iloisia siitä, että meidät kutsuttiin kirjoittamaan tämä laaja katsausartikkeli lehteen, joka on materiaalitutkimuksen alan yksi johtavia kansainvälisiä julkaisusarjoja. Tämä on myös tunnustus Jyväskylässä jo pitkään jatkuneelle metallinanoklusterien tutkimukselle. Toivomme, että katsaus katalysoi tutkijayhteisössä vielä suurempaa kiinnostusta klusteritutkimuksen alalle”, sanoo artikkelin toinen kirjoittaja, professori Hannu Häkkinen Jyväskylän yliopistosta.
Artikkelin voit lukea Nature Reviews Materials -julkaisusarjan keskuun 2023 numerosta:
äپٴᲹ
María Francisca Matus, Jyväskylän yliopisto, maria.f.matus-cortes@jyu.fi
Hannu Häkkinen, Jyväskylän yliopisto, hannu.j.hakkinen@jyu.fi, puh. 0400 247 973
