Minkštųjų rentgeno spindulių metodas skatina pažangiosios medicinos ir aplinkos valymo nanokarjero pažangą

Ypatingos rentgeno spalvos rezonuoja su molekulių jungtimis (metilas parodytas šioje iliustracijoje). Tai leis mokslininkams išbandyti įvairias chemiškai skirtingas micelinių nanodalelių dalis kuriant pažangiąją mediciną, susijusią su naftos išsiliejimo valymu ir angliavandenilių sekvestracija. Kreditas: Vašingtono valstybinis universitetas

Kad mokslininkai galėtų suvokti didžiulį mažų nanokandžių potencialą pasiekti tikslinius vaistus ir išvalyti aplinką, mokslininkai turi juos pamatyti pirmiausia.

Šiandien tyrinėtojai turi sutelkti dėmesį į fluorescuojančių dažų ar sunkiųjų metalų pridėjimą, kad ištirtų organinių nano nešiklių struktūrų dalis, dažnai keisdami procesą. Nauja technika, naudojanti chemiškai jautrius „minkštus“ rentgeno spindulius, suteikia paprastesnį ir nenutrūkstamą būdą pasiekti informaciją apie šį nano pasaulį.

Leidėjo paskelbtame tyrime Gamtos komunikacijostyrimų grupė parodė rentgeno spindulių metodo sugebėjimą tiekti vaistus išmaniajame nanodalelėje ir polisapų nanostruktūroje, kad užfiksuotų į vandenyną išsiliejusios žalios naftos.

“Mes sukūrėme naują metodą, kad galėtume ištirti nanokratų, be jokių etikečių, struktūrą, chemiją ir elgseną aplinkoje – tai nauja galimybė, kurios anksčiau buvo neįmanoma”, – sakė Brianas Collinsas, Vašingtono valstijos universiteto fizikas ir atitinkamas autorius. studijos. “Šiais laikais norint pamatyti nanodaleles reikia fluorescencinių etikečių, tačiau tai gali pakeisti jų struktūrą ir elgseną, ypač jei jos pagamintos iš anglies pagrindu pagamintų medžiagų. Naudodamiesi šia nauja technika mes galėjome pažvelgti į šių nanodalelių vidų, išanalizuoti jų chemines tapatybes ir koncentracijos – ir visa tai galime padaryti natūralioje būsenoje, įskaitant vandens aplinką “.

Organiniai nano-transporteriai, naudojami vaistams gaminti, paprastai gaminami iš anglies pagrindu pagamintų molekulių, kurios mėgsta ar nekenčia vandens. Šios vadinamosios hidrofilinės ir hidrofobinės molekulės yra sujungtos ir dalis, kurios jie nekenčia vandenyje, yra paslėpta vandenį mylinčių segmentų apvalkale.

Hidrofobiniai vaistai taip pat įsitvirtins struktūroje, nes vaistas skirtas atidaryti ir išsiskirti tik ligos aplinkoje. Pavyzdžiui, nanokratų technologija leidžia chemoterapiją, kuri tik sunaikina vėžines ląsteles, nesusirgusi paciento, leidžianti skirti efektyvesnes dozes.

Nors nanokranšeriai gali būti sukurti tokiu būdu, mokslininkai negali lengvai pamatyti jų struktūros detalių, taip pat kiek jų yra ar yra išsiliejusių vaistų. Fluorescuojančių etikečių naudojimas gali išryškinti dalis nano nešiklių – jie taip pat gali priversti juos švytėti, tačiau jie taip pat keičia nešiklius procese, kartais labai reikšmingai.

Priešingai, Collinsas ir jo kolegos naudoja rentgeno rezonanso tyrimus, kad tyrinėtų nano-transporterius. Minkšti rentgeno spinduliai yra speciali šviesos rūšis tarp ultravioletinių spindulių ir kietųjų rentgeno spindulių, kurią gydytojai naudoja matydami lūžusį kaulą. Šie specialūs rentgeno spinduliai sugeria beveik visus juos, įskaitant orą, todėl naujajai technikai reikalinga didelio vakuumo aplinka.

Collinso komanda pritaikė minkštą rentgeno metodą anglies pagrindu pagamintos plastikinės elektronikos spausdinimui, kad galėtų dirbti su šiomis vandens pagrindo organinėmis nanodalelėmis – tai padaryti įtraukiant ploną vandens griežinėlį.

Kiekvienas cheminis ryšys sugeria skirtingą minkštųjų rentgeno spindulių bangos ilgį arba spalvą; todėl šiam tyrimui mokslininkai pasirinko rentgeno spalvas, kurios specialiomis jungtimis apšviesdavo įvairias protingo nano-transporterio dalis.

“Mes iš esmės sureguliavome rentgeno spindulių spalvą, kad būtų galima atskirti molekulės ryšius”, – sakė Collinsas.

Tai leido jiems įvertinti, kiek ir kokios medžiagos, dydžio ir vandens kiekio vidinėje šerdyje aplinkinėje nanodalelėje, taip pat kaip nanodalelė reagavo į besikeičiančią aplinką.

Jie taip pat naudojo švelnų rentgeno metodą, kad ištirtų polisapoinį nano nešiklį, kuris buvo sukurtas siekiant užfiksuoti į vandenyną išsiliejusios žalios naftos. Polisapoidai gali sudaryti nano nešiklį iš vienos molekulės, maksimaliai padidindami jų paviršiaus plotą, kad sulaikytų angliavandenilius, pavyzdžiui, esančius išsiliejus naftos medžiagoms. Naudodamiesi nauja technika, mokslininkai nustatė, kad atvira kempinės formos putplasčio struktūra gali trukti nuo didelės iki mažos koncentracijos, todėl ji yra efektyvesnė pritaikant realiame pasaulyje.

“Svarbu, kad tyrėjai galėtų iš arti ištirti visas šias struktūras, kad jie galėtų išvengti brangių bandymų ir klaidų”, – sakė Collinsas.

Ši technika turėtų leisti tyrėjams įvertinti šių struktūrų elgesį skirtingose ​​aplinkose, sakė Collinsas. Pavyzdžiui, norint protingai pristatyti vaistus, organizme gali būti skirtinga temperatūra, pH lygis ir dirgikliai, ir mokslininkai nori sužinoti, ar nanostruktūros ir toliau veikia kartu, kol bus tinkamos sąlygos vartoti vaistą. Jei jie tai nustatys ankstyvame kūrimo procese, jie gali būti tikri, kad nano nešiotojai veiks ilgai, prieš investuodami į medicinos studijas.

“Mes tikimės, kad ši nauja technika leis kur kas greičiau ir tiksliau kurti ir plėtoti šias įdomias naujas technologijas”, – sakė Collinsas.

Nuoroda: Terry McAfee, Thomasas Ferronas, Isvaras A. Cordova, Phillipas D. Pickettas, Charlesas L. McCormickas, Chengas Wangas ir Brianas A. Collinsas, 25 metai, su nykštukais paženklintame organinių nešiklių apibūdinime, parodydami angliavandenilių pagrobimo vienos molekulės branduolius. . 2021 m. Gegužė, Gamtos komunikacijos.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23382-8

Finansavimas: Nacionalinio mokslo fondo pagrindinė mokslinių tyrimų instrumentų stipendija, Ankstyvosios karjeros tyrimų programos energetikos skyrius. JAV energetikos departamento sutartis. Nacionalinio mokslo fondo konkurencingų mokslinių tyrimų kooperatyvų skatinimo eksperimentinė programa

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.