埃因霍温理工大学 艺术家对两亲性自组装的印象,从溶解的分子(右,前景),形成纳米液滴(中间),到脂质体(左,远回来)
荣誉:乔治·加斯科因 膜的产生在生物学中非常重要,但在人类开发的许多化学应用中也是如此
当水中的肥皂样分子结合在一起时,这些膜会自发形成
埃因霍温理工大学的研究人员现在对整个过程有了清晰的了解
膜的形成开始于水中含有较高浓度肥皂样分子的纳米液滴
如果你能控制这些纳米液滴,你就能控制膜的形状、厚度和大小
这对于新纳米医学的发展非常重要
研究结果发表在《自然化学》杂志上
生物膜和人造变体由两亲分子组成,肥皂就是一个例子
这些分子有一个与水结合的头部,但有一个远离水的尾巴
你可以想象一群这样的分子在水中,最好把尾巴放在一起,把头伸出去,朝向水
类似的过程也主导着膜的形成
它们通常是球形的,就像脂质体一样,所以你可以,比如,在里面放一种药物
最终的膜,细胞壁,也是以类似的方式构建的
纳米液滴是如何自组装的 直到现在,“胶束”的形成被认为是成膜的第一步
胶束是一种极小的两亲分子球形结构(约100纳米),尾部向内,头部向外
然而,埃因霍温理工大学的研究人员发现了一个不同的开端:在水中形成具有较高浓度两亲分子的纳米液滴
在液滴的界面上,两亲分子可以说是互相牵着手:首先它们形成球体,然后变成圆柱体或平板,然后形成封闭纳米液滴的封闭膜
通过这种所谓的“自组装”过程,液滴变成了脂质体
从纳米液滴(左)到脂质体(右)的自组装示意图,中间是胶束、圆柱体和平板
荣誉:亚历山德罗·伊亚尼罗/自然化学 研究小组根据数学模型和计算机模拟预测了这一结果,然后用一种非常特殊的电子显微镜证实了这一结果
利用液相电子显微镜,他们可以拍摄脂质体形成的视频
因为常规的两亲分子太小,甚至这种形式的显微镜也看不见,研究人员使用了以同样方式工作的大得多的分子(嵌段共聚物)
应用 据研究人员称,他们的新见解对于更好地控制膜的自组装至关重要
他们希望看到知识在广泛的应用中得到体现
其中,研究人员之一尼科·索默迪克教授正在考虑纳米医学,包括通过将癌症药物封装在脂质体中,将它们输送到体内正确位置的更好方法
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