Группа Джона Шелнатта (John Shelnutt) из Sandia National Laboratories занимается синтезом пористых полых платиновых наносфер с использованием липосом в качестве шаблонов. Липосомы представляют собой микроскопические наполненные жидкостью пузырьки из липидных молекул, которые часто используют для доставки в клетки организма вакцин, ферментов и лекарственных препаратов.
В предыдущей работе ученые синтезировали на липосомных трафаретах большие сплошные платиновые нанопленки, которые формировали пенообразные платиновые наноструктуры. Однако при этом у них не было возможности контролировать форму и размер образующихся структур.
Новый метод позволяет синтезировать сетчатые наносферы диаметром около 200 нм, состоящие не из нанопленок, а из множества соединенных между собой плосковетвистых платиновых структур - дендритов.
Липосомы-шаблоны, состоящие из двойного слоя липидных молекул, помещаются в раствор, содержащий платиновую соль. При освещении липосом содержащийся между липидными слоями фотокатализатор отдает электроны ионам платины. Образующиеся при этом незаряженные атомы платины формируют крошечные металлические скопления, которые по достижении определенного размера катализируют формирование дендритов путем присоединения новых атомов платины из содержащейся в растворе соли.
Постепенно между слоями липидов формируется слой из соединенных между собой дендритов. При разрушении липосом в растворе остаются интактные платиновые наносферы.
Авторы отмечают, что для формирования наносферы между слоями липосомы должно содержаться большое количество молекул фотокатализатора, которые обеспечивали бы образование достаточного количества располагающихся на достаточно близком расстоянии платиновых затравок. Толщина платиновой оболочки наносферы регулируется концентрацией соли в растворе.
Одной из потенциальных сфер применения нового метода является мечение биологических структур, например, молекул лекарственных препаратов.
Когда молекула препарата с прикрепленной к ней молекулой фотокатализатора порфирина присоединится к мембране клетки, световое облучение приведет к формированию платиновых структур на липидных слоях мембраны. Визуализация наноструктур с помощью электронной микроскопии позволит определить локализацию рецептора, с которым взаимодействует препарат.