«Как рыболовная сеть»: наносеть схлопывается, удерживая молекулы

Исследователи Северо-Западного университета создают сеть для наночастиц, сообщает сайт mzhost.ru.

Команда открыла новый быстрый метод изготовления наночастиц из простого самособирающегося полимера. Новый метод открывает новые возможности для различных применений, включая очистку воды, диагностику и быстрое создание вакцинных составов, которые обычно требуют одновременного захвата или доставки множества различных типов молекул.

Используя полимерную сеть, которая схлопывается в наноразмерные гидрогели (или наногели), этот метод эффективно захватывает более 95% белков, ДНК или низкомолекулярных лекарств - по отдельности или в комбинации. Для сравнения, эффективность загрузки обычно составляет от 5% до 20% для других систем доставки наночастиц.

«Мы используем полимер, который образует широкую сеть в водном растворе», - сказал Эван А. Скотт из Northwestern, руководивший исследованием. «Затем мы заставляем сеть разрушаться. Она собирает все, что находится в растворе, с очень высокой эффективностью улавливая терапевтические вещества в носителях для доставки наногелей».

«Он работает как рыболовная сеть, которая сначала расширяется из-за электростатического отталкивания, а затем сжимается при гидратации, чтобы поймать« рыбу »», - добавил Фанфан Ду, научный сотрудник лаборатории Скотта.

Статья была опубликована на прошлой неделе (29 сентября) в журнале Nature Communications .

Скотт - профессор биомедицинской инженерии Кей Дэвис в инженерной школе Маккормика Северо-Западного университета. Соавторами статьи выступили профессора Северо-Запада Моника Ольвера де ла Крус и Винаяк Дравид.

Молекулы, встречающиеся в природе, такие как ДНК и пептиды, могут быстро самоорганизовываться и организовываться в различные структуры. Однако имитация этого процесса с использованием искусственных полимерных систем остается ограниченной. Ранее разработанные процессы самосборки систем доставки лекарств требуют много времени, трудозатрат и их сложно масштабировать. Эти процессы также имеют тенденцию быть крайне неэффективными, что приводит к тому, что небольшая часть лекарства действительно попадает в систему доставки.

«Клиническое применение самоорганизующихся наночастиц ограничено трудностями с масштабируемостью и загрузкой больших или множественных терапевтических средств, особенно белков», - сказал Скотт. «Мы представляем хорошо масштабируемый механизм, который может стабильно загружать практически любую терапевтическую молекулу с высокой эффективностью».

Команда Скотта добилась успеха, используя гомополимер полипропиленсульфона (PPSU), который хорошо растворяется в растворе диметилсульфоксида (DMSO), но образует электростатические и гидрофильные агрегаты в воде. Агрегаты амфифильны, что заставляет их собираться в сети и в конечном итоге разрушаться в гели.

«Добавление большего количества воды приводит к разрушению сети, что приводит к образованию наногелей», - сказал Ду. «Способ добавления воды влияет на формирование цепочки PPSU, что изменяет размер и структуру наногелей».

Атомистическое моделирование, проведенное Баофу Цяо из группы Ольвера де ла Крус, подтвердило, что наноструктуры были стабилизированы за счет слабой сульфон-сульфоновой связи. Используя крупномасштабное моделирование, выполненное докторантом Северо-Запада Трунг Дак Нгуеном, исследователи наблюдали структуры наносетей. Это открывает новые возможности для сборки мягких материалов с помощью сульфон-сульфонового связывания.

Исследователи полагают, что не только для доставки лекарств, но и для очистки воды. Сеть может разрушиться, чтобы собрать в воду загрязнители, оставив после себя чистую воду.


Предыдущая статья
Следущая статья


Вернуться

life event в соц.сетях

© 2016 LIFE event  · Дизайн и техподдержка: Goodwinpress.ru