Nanopartikel zeichnen sich durch ein besonders großes Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen aus und besitzen nicht selten eine molekülartige Reaktivität in Kombination mit physikalischen Eigenschaften von Festkörpern. Die hohe Reaktivität der koordinativ ungesättigten Oberflächeatome ermöglicht die Funktionalisierung der Nanopartikel mit Markern, die eine gezielte Aufnahme der Partikel in Krebszellen ermöglichen oder eine selektive Extraktion von Krebsmarkern in der Zelle. Eine Bifunktionalisierung der Nanopartikel ermöglicht außerdem die gezielte Kombination diagnostischer und wirkspezifischer Eigenschaften der Partikel, sodass die gleichzeitige Identifizierung und Therapie mit einer Partikelspezies erreicht werden kann.