Das Molecular Diagnostics Team des AIT Center for Health & Bioresources zeigt gemeinsam mit europäischen Partnern, wie sich Gold-Nanopartikel so herstellen lassen, dass Größe, Form und Lichtantwort genau kontrollierbar und bei der Produktion mehrerer Chargen immer nahezu identisch sind. Weiters, können diese „gleichbleibenden“ Partikel gezielt auf bestimmte Lichtfarben abgestimmt, stabil in Lösung gebracht und für biologische Anwendungen vorbereitet werden. Das schafft eine verlässliche Basis für moderne Bildgebungsverfahren und Laborstudien, wie im AIT koordinierten EU-Projekt REAP, das neue Wege der Brustkrebs-Diagnostik untersucht.
Optische Verfahren liefern nur dann klare, vergleichbare Bilder, wenn die eingesetzten Kontrastmittel verlässlich reagieren. Bei herkömmlichen Metallnanopartikeln variiert die Partikelqualität: auch kleine Unterschiede in Größe und Form führen zu spürbaren Unterschieden im Bild und erschweren die Auswertung.
Gleichbleibende Partikel, vorhersagbares Signal
Das Team fertigt Nanopartikel so präzise, dass ihre Abweichungen in Länge und Breite nur im sehr kleinen Prozentbereich liegen. Praktisch heißt das: Die Partikel verhalten sich unter Licht nahezu gleich, ihr optisches „Echo“ lässt sich bereits am Reißbrett festlegen und zeigt sich im Labor wie geplant. Zudem werden die Partikel mit einer schützenden Polymerhülle (PEG) versehen, bleiben dadurch in biologischen Lösungen stabil und können von Zellen aufgenommen werden; in standardisierten Labortests zeigte sich eine gute Verträglichkeit.
Wie AIT-Experte Stefan Schrittwieser erklärt, ist genau das der Schlüssel für die Anwendung: „Für die biomedizinische Bildgebung zählt Reproduzierbarkeit. Wenn Geometrie und optische Antwort eines Nanopartikels präzise definiert sind, wird aus einem vielversprechenden Konzept ein zuverlässig einsetzbares Werkzeug.“
Nutzen für REAP und darüber hinaus
Die präzise einstellbaren, stabilen Nanopartikel eignen sich als Kontrastmittel für neuartige, kombinierte Bildgebungsverfahren, wie sie im EU-Projekt REAP entwickelt werden, um therapietolerante Tumorzellen sichtbar zu machen. Darüber hinaus eröffnen sie Perspektiven für die Sensorik und photothermale Ansätze für die Krebstherapie. Da das Herstellungsverfahren skalierbar ist, ist auch eine spätere Produktion in größeren Mengen denkbar.
Link zum Paper: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/nr/d4nr02677b
REAP: https://www.projectreap.eu