Nanogouddeeltjes blijken supergrote moleculen

Eindelijk wordt duidelijk wat de chemische structuur is van de nanogouddeeltjes, die al jarenlang op grote schaal worden gebruikt bij DNA- en eiwitonderzoek. Amerikaanse onderzoekers presenteerden de structuur van zo’n deeltje deze week in Science.

Het grote voordeel van gouddeeltjes is dat ze chemisch vrijwel inert zijn. Ze hebben echter wel de neiging om aan elkaar te klitten. Vandaar dat men ze vaak voorziet van een beschermend monomoleculairlaagje van een organische zwavelverbinding: zwavel behoort immers tot de weinige elementen die wél een beetje met goud reageren. Aan die organische verbinding kun je vervolgens weer andere moleculen hechten, en zo kun je de gouddeeltjes bijvoorbeeld verbouwen tot tracers die de aanwezigheid van bepaalde eiwitten verraden.

Onderzoekers onder leiding van Nobelprijswinnaar Roger Kornberg (Stanford) zijn er nu in geslaagd om zulke deeltjes te laten uitkristalliseren. Daarna konden ze de structuur bestuderen met röntgenkristallografie, net zoals dat met eiwitten gebeurt. Als zwavelverbinding werd p-mercaptobenzoëzuur (p-MBA) gebruikt.

De eerste opvallende conclusie is dat de deeltjes, die je dan krijgt, allemaal identiek zijn. De onderzoekers hebben 15 verschillende kristallen doorgelicht, die op verschillende manieren waren bereid. Ze bleken telkens te bestaan uit discrete monstermoleculen met 102 goudatomen en 44 aanhangende MBA-groepen, omringd door een schil met 58 elektronen.

Het grootste deel van de goudatomen zit in de kern, opgestapeld in een keurig kristalrooster. De buitenste laag zit er een beetje losjes omheen en bindt zich aan de MBA-groepen, die zelf ook weer onderlinge bindingen vertonen. Opvallend is ook dat die buitenste laag chiraliteit vertoont: er bestaan twee vormen van die elkaars spiegelbeeld zijn.

In een commentaar in NatureNews stelt collega-onderzoeker Robert Whetten (Georgia Tech) dat dit een hoop verandert: “Chemici gaan heel anders met iets om, wanneer samenstelling en stuctuur vaststaan. Dan kun je er tenminste mee omgaan en het zo van de plank kopen, net als elke andere chemische specialiteit.”

bron: Science, NatureNews