Angewandte Chemie: Synthetische Nanopartikel für enzymähnliche Katalyse in Wasser

Synthetische Nanomaterialien haben sich als vielversprechende Alternativen zu natürlichen Enzymen für katalytische und therapeutische Anwendungen erwiesen. Allerdings sind sie in ihrer Stabilität, Kompatibilität mit wässrigen Lösungen und ihrem katalytischen Wirkungsbereich beschränkt, was eine breitere Anwendung behindert. Pierre Picchetti und seine Gruppe haben nun biokompatible Nanopartikel entwickelt, die eine robuste und nachhaltige Plattform für enzymähnliche Katalyse in Wasser ermöglichen. Nach dem Vorbild der Natur lässt sich die Aktivität der Nanopartikel mit chemischen Signalen gezielt an- und ausschalten. Da sie zudem frei von Metall sind und von lebenden Zellen gut toleriert werden, eignen sie sich für intrazelluläre Anwendungen.

In der Nanotechnologie ist es ein wichtiges Ziel, Nanomaterialien zu entwickeln, die enzymähnliche Aktivitäten zeigen. Ebenso entscheidend ist es, sie so zu konstruieren, dass ihre Struktur und ihr Aufbau genau bekannt sind und sie zugleich in Wasser stabil und biokompatibel sind. Solche Materialien eröffnen neue Möglichkeiten für innovative Anwendungen, von Katalyse in Wasser bis hin zu neuartigen Therapien in der Krebsforschung. Die Picchetti-Gruppe hat kürzlich Nanopartikel auf Siliziumbasis entwickelt, die eine Katalyse direkt in Wasser ohne zusätzliche Leistungsverstärker ermöglichen. Diese Nanomaterialien können auf nachhaltige Weise, d. h. in großem Maßstab und in Wasser, hergestellt werden. In Zusammenarbeit mit internationalen Partnern hat das Team auch gezeigt, dass diese Nanopartikel einen Wirkstoff direkt in Krebszellen aktivieren können, was vielversprechende Möglichkeiten für zukünftige Chemotherapien eröffnet.

Die Forschenden haben ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht
doi.org/10.1002/anie.8446184