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暂停大自然机器人总动员下载的水晶对称,推进靶向药物输送

化学 2021-11-21 00:01:33

德雷塞尔大学 德雷克塞尔的研究人员发现,在分子瓶刷聚合物上堆积更多的聚合物“刷毛”会导致它弯曲,这是球形晶体生长的基础

学分:德雷克塞尔大学 从雪花到石英,自然界的晶体结构以一种可靠的、系统的对称性形成

德雷克塞尔大学研究晶体材料形成的研究人员已经表明,现在可以控制晶体的生长方式——包括中断扁平晶体的对称生长,并诱导它们形成空心晶体球

这一发现是一个更广泛的设计工作的一部分,致力于靶向药物治疗的药物封装

最近发表在科学杂志《自然通讯》上的新进展是由克里斯托弗·李博士领导的

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德雷塞尔工程学院的教授,他在材料科学与工程系的研究主要集中在特殊应用的工程聚合物结构上,与赵斌博士合作

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诺克斯维尔田纳西大学化学系教授

他们的工作表明,这些结构,如聚合物晶体球,可以简单地通过在溶液中混合化学物质来形成,而不是通过物理方法控制它们的生长

“大多数晶体以规则的模式生长,如果你想到雪花,就会发现有一种平移对称性引导着晶胞在整个晶体薄片中重复

李说:“我们发现了一种对大分子结构进行化学操纵的方法,这样当分子结晶时,这种平移对称性就会被打破。”

“这意味着我们可以控制晶体形成时的整体形状——这是一个非常令人兴奋的发展,不仅因为它的科学意义,还因为它可能对靶向治疗的大规模生产产生影响

" 李(音)使用的技术是让一种通常是薄片状的晶体变成一个球体,这项技术是建立在他之前的工作基础上的,他使用的聚合物看起来像刷子,聚合物晶体是由乳液滴形成的

结合这些柔韧的“瓶刷”聚合物作为晶体的结构系统,李可以通过调节刷子的“刷毛”来塑造晶体的生长

通过在瓶刷聚合物(左)中添加更多的聚合物“刷毛”,研究人员发现了一种启动和暂停溶液中晶体自组装的方法

这种晶体有朝一日可能被用于封装靶向药物治疗的药物

学分:德雷克塞尔大学 李说:“瓶刷聚合物的刷毛环绕在脊柱周围,我们发现,通过将刷毛包裹在脊柱的一侧,可以使脊柱在结晶时弯曲。”

“这设定了随着晶体生长而重复出现的模式——因此,它不是平坦生长,而是三维弯曲形成球体

" 这意味着溶液中刷毛聚合物的量将决定瓶刷脊弯曲的程度,从而决定水晶球的形状和大小

李的团队还报告了如何暂停晶体的形成,在球体上留下孔洞,以便在制造过程中插入药物有效载荷

一旦被填满,它就可以用特制的聚合物封闭,以帮助它指向体内的目标

“一段时间以来,我们一直在朝着这个目标努力,”李说

“这种球形结晶学表现在我们在自然界看到的从蛋壳到病毒外壳的坚固结构中,所以我们相信它是在体内药物输送的严酷环境中生存下来的理想形式

能够控制晶体形成时的性质是实现这一应用的重要一步

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