Самосборка нанотрубок

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №6)
pic_2017_06_19.jpg

Схема самосборки новых нанотрубок. CDCl 3 — дейтерированный хлороформ, вместо атома обычного водорода содержит атом дейтерия D. Водороды обычного хлороформа перекрывали бы сигнал вещества при регистрации протонных спектров ЯМР, поэтому авторы работы провели самосборку трубок в дейтерированном растворителе, чтобы, когда нужно будет подтверждать их структуру методом ЯМР, не мучиться с очисткой

Исследователи из Лундского университета (Швеция), Вильнюсского университета и Нанкинского технологического университета использовали молекулярное самораспознавание для получения нанотрубок из строительных блоков одного типа. Интересен не только процесс самосборки, но и то, что форма нанотрубок зависит от среды, в которой она происходит. Подобные нанотрубки могут пригодиться для создания искусственных транспортных каналов в клеточной мембране, сквозь которые можно будет доставлять лекарственные препараты («Nature Communications», 2017, 8, 14943, doi: 10.1038/ncomms14943).

Исследователи решили выяснить, каким образом молекулы могут связываться друг с другом, используя только слабые межмолекулярные взаимодействия, а также определить минимальный размер молекул, при котором они еще сохранят способность к самосборке в структуры большого размера с заданными свойствами. Строительные блоки с множеством слабых водородных связей могут, подобно белкам и нуклеиновым кислотам, формировать вполне определенную объемную структуру. Как отмечает руководитель исследования, Кеннет Ворнмак из Лундского университета, потребовалось два десятилетия, чтобы разработать дизайн молекул, которые в конце концов смогли сами собраться в молекулярные нанотрубки.

Неожиданно оказалось, что в зависимости от среды, в которой они находятся, строительные блоки могут собираться в агрегаты различной формы. Варьируя тип растворителя, а в ряде случаев и тип молекулы-«гостя», выступающей в качестве шаблона для самосборки, можно получать относительно устойчивые молекулярные ансамбли в виде трубок, капсулы и даже «молекулярного пояса».

В отличие от хорошо известных и применяющихся на практике углеродных нанотрубок, у молекулярных нанотрубок можно регулировать диаметр. Это особенно важно, если мы хотим использовать наноструктуру как канал для доставки химических веществ через мембрану, например, в клетку или в ядро клетки. К тому же способ получения молекулярных нанотрубок проще и безопаснее для окружающей среды, чем существующие методы синтеза углеродных — для последних нужны прочные ковалентные связи, а значит, для манипуляций с ними требуется высокая температура.

Авторы исследования считают, что в будущем молекулярные нанотрубки помогут доставлять лекарственные препараты в мозг через гематоэнцефалический барьер — это могло бы изменить, в частности, лечение болезни Альцгеймера.


123

Разные разности

29.09.2022 12:00:00

Сегодня в живых клетках аминокислоты образуются из α-кетокислот с использованием азота и белков-катализаторов. Но как это происходило в ранние исторические времена, когда никаких клеток еще не было? Ученые из Исследовательского института Скриппса предположили, что роль фермента в превращении α-кетокислоты в аминокислоту может сыграть обыкновенный цианид.

>>
25.09.2022 14:00:00

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме.

>>
23.09.2022 14:00:00

В Формуле-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

>>
21.09.2022 16:00:00

Компания Virginia Tech вместе со специалистами из двух университетов США работает над перчатками для подводных манипуляций Octa-glove. Принцип их работы позаимствован у щупалец осьминога.

>>
17.09.2022 16:00:00

Одуванчики продолжают распространяться по миру. И делают это поразительно успешно. Потому что используют надежные и изощренные технологии, созданные природой. Например, семена одуванчиков — одни из лучших летунов.

>>