Onderzoekers van Case Western Reserve University hebben $ 540 ontvangen, 000 federale subsidie ​​om methoden te ontwikkelen voor het bouwen van minuscule structuren die zijn afgestemd op het nauwkeurig afleveren van medicijnen aan tumoren of het dragen van kleurstoffen die beeldvormingstechnologieën helpen bij het opsporen van ziekten, efficiëntere nanodraden en nano-elektronica te creëren, en meer.

Het bouwen van nauwkeurig gedefinieerde structuren op nanoschaal is een uitdaging gebleken voor chemici. Om controle en precisie te bieden, de onderzoekers stellen voor om complexe polymere nanostructuren te bouwen op steigers van plantenvirussen, kleine organismen die plantencellen infecteren, maar buiten de plant goedaardig zijn.

Jon Pokorski, assistent-professor macromoleculaire wetenschappen en techniek, en Nicole Steinmetz, universitair docent biomedische technologie, zal gebruik maken van de driejarige subsidie ​​van Macromolecular van de National Science Foundation, Supramoleculaire en nanochemie Programma om drie methoden te testen voor het synthetiseren van staafvormige nanostructuren.

Typisch, wetenschappers bouwen nanopolymeren van kleine polymeerketens die zichzelf assembleren en worden gebruikt om films te maken, superkristallen en apparaten voor het afleveren van medicijnen. Maar er zijn altijd onvolkomenheden in de montage.

"Door een sjabloon - het virus - te gebruiken, kunnen we een gelijkmatig verspreide polymeercoating produceren die consistentere en efficiëntere eigenschappen oplevert, " zei Pokorski. "En dit is heel modulair; het kan voor veel doeleinden worden toegepast."

Door de grootte en oppervlaktekenmerken te regelen, ze hopen de toxische bijwerkingen die kunnen worden veroorzaakt door deze twee eigenschappen tijdens de toediening van medicijnen te verminderen of te elimineren, hij zei.

Steinmetz, een aangestelde van de Case Western Reserve School of Medicine, zal de sjablonen bouwen met behulp van het tabaksmozaïekvirus. In plaats van bollen te maken, het doel is om materialen te maken die aanzienlijk langer zijn dan breed, zogenaamde "high-aspect" materialen.

"De fysieke eigenschap maakt ze nuttiger voor nanodraden en elektronica en toepassingen in het lichaam, " ze zei.

De tabaksvirusdeeltjes zijn ongeveer 300 nanometer bij 18 nanometer, maar Steinmetz zal maten controleren met behulp van genetische manipulatie, "wat ons meer controle geeft dan we zouden kunnen hebben met puur chemische productiemethoden, " ze zei.

Pokorski zal polymeren toevoegen. Door de vorm van de staaf kan een polymeer met één functie, zoals het dragen van medicijnen, aan één uiteinde worden vastgemaakt, en een ander met een andere functie, zoals het dragen van een beeldvormende kleurstof, naar de ander.

"Of, " hij legde uit, "we kunnen één polymeer aan de buitenkant laten groeien en een ander polymeer aan de binnenkant omdat het plantenvirus een holle buis is."

Naast het gebruik van nanodeeltjes als vehikels om medicijnen naar specifieke doelen te vervoeren, ze kunnen worden gebruikt als elektrische connectoren, ter vervanging van koolstofnanobuisjes die worden gebruikt om nano-elektronica te koppelen.