science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nanoblaasjes in voorspelbare vormen

Figuur 1. Vormtransformatie van de nanoblaasjes:schijven (links), komvormige stomatocyten (midden) en staafjes (rechts). De blaasjes hebben een typische grootte van 500 nanometer. Alle figuren zijn ook in groot formaat verkrijgbaar. Credit:Radboud Universiteit

Kralen, schijven, kommen en staven:wetenschappers van de Radboud Universiteit hebben de eerste methodologische benadering aangetoond om de vorm van nanoblaasjes te controleren. Dit opent deuren voor het gebruik van nanoblaasjes in biomedische toepassingen, zoals medicijnafgifte in het lichaam. Natuurcommunicatie zal deze resultaten op 25 augustus publiceren.

De vorm van nanoblaasjes - in jargon 'polymersomen' genoemd - in een oplossing varieert bij verschillende samenstellingen van die oplossing, ontdekten wetenschapper Roger Rikken en zijn collega's van de Radboud Universiteit. "Naast de bolvormen, we kunnen schijven maken, staven, en komvormige stomatocyten door de verhouding van het oplosmiddel te variëren. Dit regelt de osmotische druk en permeabiliteit van de blaasjes, het beheersen van hun deflatie en daaropvolgende herinflatie, ’ legt Rikken uit.

Voor de eerste keer, de vorm van de nanoblaasjes is nu volledig controleerbaar en voorspelbaar. Dit biedt mogelijkheden om de blaasjes om te vormen en te vormen tot nanocontainers of nanoraketten, die zeer gewenst zijn, bijv. voor medicijnafgifte in het lichaam. De vorm van de polymersomen beïnvloedt ook hun vloei-eigenschappen, zoals ook wordt aangenomen voor rode bloedcellen. Het is daarom van groot belang om volledige controle te krijgen over vormtransformaties om blaasjes te gebruiken bij medicijntransport via de bloedstroom.

Door gebruik te maken van de magneten van het High Field Magnet Laboratory, Rikken kon bij elke oplosmiddelverhouding de exacte vorm van de blaasjes bepalen. Vervolgens, hij bestudeerde de verscheidenheid aan vormen met elektronenmicroscopie en beschreef ze wiskundig. Op deze manier, hij ontdekte dat de vormtransformatie het pad van de laagste energie volgt. “De natuur probeert altijd in balans te blijven. De vier vormen die we vonden, blijken in een bestaand model precies op de energieminima te liggen. Het basisidee achter onze ontdekking is eigenlijk heel logisch, maar het is nooit eerder beschreven."