Onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden zijn erin geslaagd nanobuisjes te maken uit één bouwsteen met behulp van zogenaamde moleculaire zelfherkenning. De buis kan ook van vorm veranderen afhankelijk van de omgeving. De resultaten kunnen bijdragen aan de toekomstige ontwikkeling van transportkanalen voor medicijnen door het celmembraan.

In de huidige studie, onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden, samen met collega's van de Universiteit van Vilnius in Litouwen, hebben bestudeerd hoe moleculen aan elkaar hechten met behulp van zwakke chemische bindingen om grote structuren te vormen.

Het doel van de studie was om de kleinst mogelijke grootte van deze moleculen te bepalen, waarin ze nog in staat zijn om voldoende informatie te verstrekken om succesvol te hechten en een gewenste grote structuur te vormen. De strategie van de onderzoekers was om veel zwakke waterstofbruggen te gebruiken die zichzelf op een voorgeprogrammeerde manier assembleren.

"Het duurde 20 jaar voordat we het ontwerp van dit molecuul ontdekten, wat resulteerde in moleculaire nanobuisjes", zegt Kenneth Wärnmark, hoogleraar scheikunde aan de Faculteit Wetenschappen van de Universiteit van Lund.

Als unieke bonus ze ontdekten ook dat het molecuul verschillende vormen kan construeren, afhankelijk van zijn omgeving. De onderzoekers kunnen deze omgeving aanpassen, gedeeltelijk, door hun keuze van oplosmiddel en, gedeeltelijk, door hun keuze voor een zogenaamd "gastmolecuul".

"De moleculen kunnen een buis vormen, maar ook veranderen in de vorm van een capsule of een moleculaire riem", Kenneth Wärnmark.

In tegenstelling tot de ontwikkelde koolstofnanobuisjes die al op de markt zijn, de nieuwe moleculaire nanobuisjes kunnen qua diameter worden geregeld. Verder, het productieproces is zowel eenvoudiger als milieuvriendelijker in vergelijking met dat van de koolstofnanobuisjes die zijn gemaakt van individuele koolstofatomen en zijn geassembleerd met behulp van sterke chemische bindingen bij hoge temperatuur.

"De diameter kunnen regelen is belangrijk als je, bijvoorbeeld, de buizen willen gebruiken om iets naar binnen te vervoeren", zegt Kenneth Wärnmark.

Een mogelijke toepassing is het transport van medicijnen door een celmembraan waarvoor de moleculaire nanobuis als kanaal kan dienen. De diameter van de buis en de eigenschappen van het oppervlak maken het geschikt voor het transport van stoffen die zenuwsignalen in het menselijk lichaam reguleren, zoals acetylcholine.

"Mensen met de ziekte van Alzheimer lijden aan een tekort aan acetylcholine en hopelijk, in de toekomst, dit zou een manier kunnen zijn om de impact van de ziekte te verminderen. Echter, het vereist veel meer onderzoek en klinische studies voordat we weten of het werkt", zegt Kenneth Wärnmark.