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RESEARCH PRODUCT

Au@MnO-“Nanoblumen” - Hybrid-Nanokomposite zur selektiven dualen Funktionalisierung und Bildgebung

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In j ngster Vergangenheit hat das Interesse f r die Entwicklung von Hybrid-Nanostrukturen, die sich aus verschiedenen Materialien zusammensetzen, in erheblichem Mase zugenommen. Es wurde berichtet, dass die Zusammenf hrung verschiedener Nanomaterialien, die ihrerseits spezifische optische, magnetische oder elektronische Eigenschaften aufweisen, zu Kompositen aus mehreren dieser Komponenten, deren individuelle Eigenschaften ver ndern oder sogar verbessern k nnen. Durch gezielte Optimierung der Struktur und der Grenzfl chenwechselwirkung innerhalb der Nanokomposite k nnte eine breite Basis f r zuk nftige Technologien geschaffen werden, beispielweise f r die synchrone Biomarkierung, Proteintrennung und -detektion, heterogene Katalyse und multimodale biomedizinische Bildgebung. Unter den verschiedenen Arten von Nanomaterialien spielen Goldnanost be wegen ihrer ausergew hnlich hohen Polarisierbarkeit im optischen Frequenzbereich, die von der Anregung lokalisierter Oberfl chenplasmonenresonanzen herr hrt, eine besondere Rolle. Zus tzlich weisen Goldnanost be vielversprechende therapeutische Eigenschaften als Hyperthermie-Wirkstoffe auf, da die Temperatur um die Nanost be rtlich durch die gezielte Anregung der Oberfl chenplasmonen nach Bestrahlung mit Infrarotlasern erh ht werden kann. Die Verwendung von Nahinfrarot-Strahlung bietet dar ber hinaus den Vorteil einer geringen Absorption und Streuung durch Blut und umgebendes Gewebe, was ein tieferes Eindringen der Strahlung in den K rper erm glicht. Magnetische Nanopartikel stellen eine weitere Klasse von Nanomaterialien dar, die in den vergangenen Jahren erhebliches Forschungsinteresse geweckt hat. Vor allem austauschgekoppelte magnetische Nanokomposite wie antiferromagnetische/ferromagnetische Kern-Schale-Nanopartikel (z.B. MnO/Mn3O4) weisen magnetische Eigenschaften auf, die sich von denen der einzelnen Komponenten stark unterscheiden. Im Bezug auf biomedizinische Anwendungen ist seit einigen Jahren bekannt, dass sich superparamagnetische Nanopartikel als Kontrastmittel f r die Magnetresonanztomographie (MRT) nutzen lassen. Die meisten Nanopartikel, die in diesem Kontext untersucht wurden, enthalten unterschiedliche Eisenoxide (Fe3O4, g-Fe2O3), welche die transversale (oder Spin-Spin-) Relaxationszeit T2 verk rzen. [11] Vor kurzem konnte dar ber hinaus gezeigt werden, dass Manganoxid(MnO)-Nanopartikel zu einer Verk rzung der longitudinalen (oder Spin-Gitter-) Relaxationszeit T1 f hren. Daher w re ein Nanopartikelsystem, das sowohl eine optisch adressierbare Au-Einheit als auch eine magnetisch aktive MnO-Komponente enth lt, f r eine simultane optische und MRT-Detektion besonders vorteilhaft. Obwohl in j ngster Zeit die Entwicklung geeigneter Oberfl chenliganden stark vorangetrieben wurde, ist die spezifische Adressierbarkeit der Oberfl che f r biologische Anwendungen noch immer ein groses Hindernis. Daher bietet ein Nanokomposit mit individuell ansprechbaren Auund MnO-Dom nen zwei verschiedene Oberfl chen f r die selektive Anbindung unterschiedlicher Molek le, was das Potenzial f r Diagnostik und Therapie wesentlich erh ht. Auserdem kann die Gr se der jeweiligen Komponente zur Optimierung der optischen und magnetischen Eigenschaften variiert werden. Hier berichten wir ber die Synthese von Au@MnO-Nanokompositen, die aus superparamagnetischen MnO-Nanopartikeln und Au-Kristalliten bestehen, sowie [*] T. D. Schladt, Dr. M. I. Shukoor, K. Schneider, Dr. M. N. Tahir, O. K hler, Prof. Dr. W. Tremel Institut f r Anorganische Chemie und Analytische Chemie Johannes Gutenberg-Universit t Duesbergweg 10-14, 55099 Mainz (Deutschland) Fax: (+49)6131-39-25605 E-Mail : tremel@uni-mainz.de