Forscher haben Nanopartikel geschaffen, transportieren kann wechselwirkenden Molekülen in lebende Zellen
Mit dem anhaltenden Bedarf für sehr kleine Geräte in therapeutischen Anwendungen , gibt es eine wachsende Nachfrage nach der Entwicklung von Nanopartikeln, leiten und Medikamente auf Zellen in den menschlichen Körper gezielt kann .
Vor kurzem erstellt Forscher Nanopartikel, die unter den richtigen Bedingungen , Selbstorganisation - Trapping ergänzende Gastmoleküle in ihrer Struktur . Wie kleine U-Boote können diese vielseitige Nano im wässrigen Milieu umgebenden Zellen zu navigieren und ihre Gastmoleküle transportieren durch die Membran von lebenden Zellen , um nacheinander liefern ihre Fracht.
Obwohl der Transport von Molekülen in Zellen mit Nanopartikeln wurde zuvor unter Verwendung verschiedener Verfahren erreicht wurde, haben Forscher Nanopartikel der Lage ist, und den Austausch von komplementären Molekülen entwickelt. Für die praktische Anwendung sind diese Nano sehr wünschenswert , erklärt Francisco Raymo , Professor für Chemie an der Universität von Miami College of Arts and Sciences und leitender Prüfarzt des Projektes .
"Die Fähigkeit, verschiedene Arten innerhalb der Zellen unabhängig zu liefern und sie zwingen, zu interagieren , die ausschließlich in der intrazellulären Umgebung , in eine wertvolle Strategie entwickeln, um Medikamente in Zellen zu aktivieren, " Raymo sagt .
Die neuen Nano are15 Nanometer im Durchmesser . Sie sind supramolekulare Konstrukte aus Bausteinen genannten amphiphilen Polymeren. Diese Nano halten die Gastmoleküle innerhalb der Grenzen ihre wasserunlöslichen Innenraum und nutzen ihre wasserlöslichen außen durch eine wässrige Umgebung reisen. Infolgedessen sind diese nanovehicles ideal zum Übertragen Moleküle , die sonst in Wasser unlöslich sein würde , in einer flüssigen Umgebung .
Die sequentielle Transport von Donatoren und Akzeptoren durch die Zellmembranen mit unabhängigen und dynamischen Nano ermöglicht Energieübertragung ausschließlich in den intrazellulären Raum mit gleichzeitiger Fluoreszenzaktivierung .
Bildnachweis: Francisco Raymo , Professor für Chemie und Direktor des Labors für molekulare Photonik an der Universität von Miami College of Arts and Sciences
" Einmal im Inneren einer lebenden Zelle , die Partikel zu mischen und tauschen ihre Ladung . Dieses Zusammenspiel ermöglicht den Energietransfer zwischen den Molekülen verinnerlicht ", sagt Raymo , Direktor des UM- Labor für molekulare Photonik. "Wenn die komplementären Energie Donatoren und Akzeptoren sind getrennt und nacheinander geladen , die Energieübertragung zwischen ihnen erfolgt ausschließlich in den intrazellulären Raum ", sagt er . " Da die Übertragung stattfindet, die Akzeptoren emittieren ein Fluoreszenzsignal , das mit einem Mikroskop beobachtet werden kann. "
Wesentlich für diesen Mechanismus sind die nicht-kovalente Bindungen , die lose zusammengehalten , die supramolekulare Konstrukte . Diese schwachen Bindungen bestehen zwischen Molekülen mit komplementären Formen und elektronischen Eigenschaften . Sie sind für die Fähigkeit der Supra spontan in flüssigen Umgebungen zubauen verantwortlich. Unter den richtigen Bedingungen , die Reversibilität dieser schwache nichtkovalente Kontakte können die supramolekularen Konstrukte , um ihre Komponenten sowie ihre Ladung auszutauschen.
Die Experimente wurden mit Zellkulturen durchgeführt. Es ist noch nicht bekannt, ob die Nanoteilchen tatsächlich in der Blutbahn .
"Das wäre der Traum , aber wir haben keine Beweise , dass sie tatsächlich zu tun ", sagt Raymo . " Dies ist jedoch die Richtung wir gehen . "
Die sequentielle Transport von Donatoren und Akzeptoren durch die Zellmembranen mit unabhängigen und dynamischen Nano ermöglicht Energieübertragung ausschließlich in den intrazellulären Raum mit gleichzeitiger Fluoreszenzaktivierung .
Bildnachweis: Francisco Raymo , Professor für Chemie und Direktor des Labors für molekulare Photonik an der Universität von Miami College of Arts and Sciences
Die nächste Phase der Untersuchung beinhaltet die zeigen, dass dieses Verfahren verwendet werden , um chemische Reaktionen in Zellen zu tun , anstelle von Energieübertragungen .
" Die Größe der Nanopartikel , ihren dynamischen Charakter und die Tatsache, dass die Reaktionen unter normalen biologischen Bedingungen ( bei Raumtemperatur und neutralen Umgebung ) macht diese Nanopartikel ein ideales Vehikel für die kontrollierte Aktivierung der Therapeutika , direkt in den Zellen " Raymo sagt .
Die aktuelle Studie ist " intrazelluläre Gastaustausch zwischen dynamischen supramolekularen Gastgeber. " Mit dem Titel Es ist in der Zeitschrift der American Chemical Society . Andere Autoren sind John F. Callan , co- korrespondierender Autor der Studie, von der School of Pharmacy und Pharmazeutische Wissenschaften an der Universität von Ulster ; Subramani Swaminathan und Janet Cusido aus der UM des Labor für Molekulare Photonik , Institut für Chemie in der Hochschule der Künste und der Wissenschaften ; und Colin Fowley und Bridgeen McCuaghan , School of Pharmacy und Pharmazeutische Wissenschaften an der Universität von Ulster .