Studio dell'interazione nanoparticella d'oro - bovine serum albumin attraverso fluorescence correlation spectroscopy

Le nanoparticelle d'oro sono nanomateriali versatili di straordinario interesse, attribuibile alle loro peculiari proprietà ottiche, in particolare alla presenza dello spiccato assorbimento associato alla risonanza plasmonica di superficie, e alle promettenti applicazioni previste in campo biomedico, a partire dal sensing chimico fino all'imaging nel trattamento del cancro e nel drug delivery. Recenti studi hanno avvalorato il loro uso in varie tecniche sia di diagnosi sia di terapia del cancro. A tal proposito, uno degli aspetti più critici e ancora da indagare nel dettaglio riguarda il loro destino quando interagiscono con fluidi biologici e sistemi cellulari. Mediante eccitazione a due fortoni e Fluorescence Correlation Spectroscopy, tecnica spettroscopica sensibile alla singola molecola, è stato possibile studiare l'interazione esistente tra le nanoparticelle d'oro e l'albumina, una delle proteine più abbondanti nel plasma sanguigno. Il caratteristico tempo di diffusione delle particelle è correlato al loro raggio idrodinamico, per cui l'eventuale aumento delle dimensioni della nanoparticella d'oro, dovuto all'interazione con l'albumina, si riflette nella velocità di transito della specie fluorescente nel volume focale. Il raggio idrodinamico delle nanoparticelle d'oro mescolate a concentrazioni crescenti di BSA si rivela in aumento confermando la formazione di un protein-corona di BSA dello spessore di circa 6 nm attorno alle particelle. I dati acquisiti sono stati razionalizzati empiricamente attraverso l'equazione di Hill, con conferma dell'ipotesi di binding anticooperativo, visto in precedenza in nanoparticelle d'oro più grandi e BSA. Sono stati altresì realizzati e funzionalizzati i dispositivi microfluidici in PDMS e vetro per esplorare le possibilità dell’utilizzo di nanoparticelle d’oro come sensori locali della velocità di flusso, ma soprattutto per effettuare una caratterizzazione cinetica del processo di formazione del protein-corona tra nanoparticelle d’oro e BSA. Per quanto riguarda queste ultime misure, sono stati riportati solo risultati preliminari limitandosi a fornire un'interpretazione solo parziale dei dati ottenuti dalle curve di cross-correlazione registrate.