Onderzoekers van de University of Queensland en Monash University hebben in samenwerking met ANSTO-wetenschappers verduidelijkt hoe het gedrag van op maat gemaakte nanoschaal-emulsies (TNE's) interageert met hun doelen wordt gestuurd door de grensvlakstructuur. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Zachte materie .

De samenwerking rapporteerde dat de 'top-down'-benadering een opmerkelijke flexibiliteit geeft aan het aantal en de reeks oppervlaktemodificaties voor medicijnafgifte, moleculaire beeldvorming, gemanipuleerde vaccins en industrieel gebruik.

Ze beschrijven een uniek modelsysteem dat de gecontroleerde assemblage van multifunctionele nanodeeltjes mogelijk maakt die mogelijk in levende personen kunnen worden afgeleverd.

Het onderzoek, onder leiding van dr. Frank Sainsbury van het Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology aan de University of Queensland, een gedetailleerde analyse gegeven van de bouwstenen van de TNE, een voorlopige verificatie van het assemblagemechanisme en bepaling van de moleculaire eigenschappen in de waterfase.

Omdat een TNE-oppervlak op een sequentiële, stapsgewijze manier afstembaar is, het biedt een grote flexibiliteit om de grensvlakkenmerken van de olie-in-water-emulsie met oliedruppeltjes van nanogrootte te regelen.

De nano-emulsie werkt als een zachte nano-drager en geeft je een groot oppervlak om te gebruiken voor de afgifte van een medicijn of ander product, " zei co-auteur Dr. Stephen Holt (links), die aan het onderzoek samenwerkte met dr. Stefania Piantavigna (rechtsonder) in het Australian Centre for Neutron Scattering.

Piantavigna, die een postdoctoraal onderzoeker is aan de Monash University, Universiteit van Queensland en ANSTO, heeft specifieke expertise op het gebied van karakterisering en optimalisatie van nano-emulsies voor celtargeting.

Röntgenreflectometrie in het Australian Centre for Neutron Scattering was een techniek die werd gebruikt om de dikte van de gemanipuleerde moleculen te bepalen, een lucht-vloeistof-interface (die de olie-water-interface weerspiegelt).

Een typische nano-emulsie bevat olie, water en een emulgator, een molecuul met een hydrofoob (niet-polair) uiteinde en een hydrofiel uiteinde.

De methode is gebaseerd op het grensvlak mengen van biosurfactant eiwit en nauw verwante biosurfactant peptide.

De nano-emulsies in deze studie werden gestabiliseerd met een designer-eiwitverankerende oppervlakteactieve stof, DAMP4 en gefunctionaliseerd met het polymeer polyethyleenglycol (PEG).

PEG wordt gebruikt om de farmacokinetiek te verbeteren.

De DAMP4 bestaat uit vier amfifiele oppervlakteactieve peptiden (AM1's), die worden gebruikt om olie-wateremulsies op nanoschaal te stabiliseren.

"We hebben geprobeerd te begrijpen hoe moleculen worden gepresenteerd op het olie-watergrensvlak en de beste manier te bepalen om dingen op te laden, ' zei Holt.

Functie is gekoppeld aan structuur in zelfassemblerende macromoleculen.

"Het is mogelijk om andere bouwstenen te koppelen door ze rechtstreeks te conjugeren aan de PEG of de DAMP4, ' zei Holt.

De PEG-laag was van vitaal belang bij het verminderen van niet-specifieke interacties aan het oppervlak.

De grensvlakinteracties in drie systemen met verschillende molecuulgewichten, DAMP4, 5 kDa-PEG-DAMP4 en 10 kDa-PEG-DAMP 4 werden vergeleken.

Het 10 kDa-PEG-DAMP 4-model bleek het beste te zijn in het beperken van de interactie tot het gewenste molecuul.

Hoe langer PEG houdt de niet-specifieke interactie weg van het oppervlak, ' zei Holt.

"Ook al had u een andere toepassing in gedachten, zoals de adsorptie van een ongewenste chemische stof, je zou dat rechtstreeks aan deze interface kunnen koppelen."