Ang malambot na pamamaraan ng X-ray ay nangangako ng isang tagumpay sa mga nanocarriers para sa matalinong gamot at paglilinis sa kapaligiran

Ang mga espesyal na kulay ng X-ray ay tumutunog sa mga bono sa mga molekula (ang methyl ay ipinapakita sa figure na ito). Pinapayagan nito ang mga siyentipiko na piliing siyasatin ang mga natatanging bahagi ng kemikal ng micelle nanocarriers – sa pagpapaunlad ng matalinong gamot at ang pagsamsam ng mga hydrocarbons na nauugnay sa pagtanggal ng mga oil spills. Kredito: Washington State University

Bago ang napakalaking potensyal ng maliliit na nanocarriers para sa lubos na naka-target na paghahatid ng gamot at paglilinis sa kapaligiran ay maaaring maisakatuparan, dapat muna silang makita ng mga siyentista.

Sa kasalukuyan, ang mga siyentipiko ay kailangang umasa sa pagkakabit ng mga fluorescent dyes o mabibigat na riles upang lagyan ng label ang mga bahagi ng mga istruktura ng organikong nanocarrier para sa pagsisiyasat, na kadalasang binabago ang mga ito sa proseso. Ang bagong pamamaraan, na gumagamit ng sensitibong chemically “malambot” X-ray, ay nag-aalok ng isang mas madali at hindi mapanghimasok na paraan upang makakuha ng pananaw sa nanoworld na ito.

Nai-publish sa pag-aaral Kalikasan ng komunikasyon, ipinapakita ng pangkat ng pagsasaliksik ang kakayahang pamamaraan ng nanoparticle X – ray para sa matalinong paghahatid ng droga at polysoap nanostructure upang makuha ang krudo na natapon sa karagatan.

“Bumuo kami ng isang bagong pamamaraan na sinusuri ang panloob na istraktura ng nanocarriers, chemistry, at pag-uugali sa kapaligiran nang walang anumang pag-label – isang bagong kakayahan na hindi posible dati,” sabi ni Brian Collins, isang pisiko sa Washington State University at ang kaukulang may-akda ng ang pag-aaral. “Sa kasalukuyan, kailangan mo ng mga fluorescent label upang makita sa loob ng mga nanocarriers, ngunit maaaring mabago ang kanilang istraktura at pag-uugali, lalo na kung ang mga ito ay gawa sa mga materyal na nakabatay sa carbon.” Sa bagong diskarteng ito, nakatingin kami sa loob ng mga nanocarriers na ito, sinuri ang kanilang mga pagkakakilanlan at konsentrasyon ng kemikal – lahat sa isang ganap na natural na estado, kabilang ang kanilang kapaligiran sa tubig. “

Ang mga organikong nanocarriers na ginagamit para sa paghahatid ng gamot ay madalas na binubuo ng mga carbon-based Molekyul na nagmamahal o galit sa tubig. Ang mga tinaguriang hydrophilic at hydrophobic Molekyul na ito ay konektado sa bawat isa at kinokolekta ang kanilang mga sarili sa tubig, na may bahagi ng pagkapoot sa tubig na nagtatago sa loob ng shell ng mga mahilig sa tubig na mga segment.

Ang mga hydrophobic na gamot ay naka-embed din sa isang istraktura na idinisenyo upang buksan at palabasin ang gamot sa isang may sakit na kapaligiran lamang. Halimbawa, ang teknolohiyang nanocarrier ay may potensyal na paganahin ang chemotherapy na pumapatay lamang ng mga cell ng cancer nang hindi nagkakasakit ang pasyente, na pinapayagan ang mas mabisang dosis.

Habang ang mga nanocarriers ay maaaring malikha sa ganitong paraan, ang mga siyentipiko ay hindi madaling makita ang mga detalye tungkol sa kanilang mga istraktura o kahit na kung magkano ang natitirang gamot sa loob o paglabas. Ang paggamit ng mga fluorescent label ay maaaring i-highlight ang mga bahagi ng mga nanocarriers – pinapaliwanag pa nila ang mga ito – ngunit binabago din nito ang mga carrier sa proseso, kung minsan ay malaki.

Sa halip, isang pamamaraan na binuo ni Collins at mga kasamahan ang gumagamit ng malambot na resonant X-ray upang pag-aralan ang mga nanocarriers. Ang mga malambot na X-ray ay isang espesyal na uri ng ilaw na nakasalalay sa pagitan ng ilaw ng ultraviolet at matitigas na X-ray, na ginagamit ng mga doktor upang matingnan ang mga sirang buto. Ang mga espesyal na X-ray na ito ay sinipsip ng halos lahat, kabilang ang hangin, kaya’t ang bagong teknolohiya ay nangangailangan ng isang mataas na kapaligiran sa vacuum.

Ang koponan ni Collins ay umangkop sa isang malambot na pamamaraan ng X-ray upang suriin ang naka-print na carbon plastic electronics upang gumana sa mga may tubig na organikong nanocarriers – na tumagos sa isang manipis na hiwa ng tubig.

Ang bawat bono ng kemikal ay sumisipsip ng iba’t ibang haba ng daluyong o kulay ng malambot na X-ray, kaya para sa pag-aaral na ito, pinili ng mga mananaliksik ang mga kulay ng X-ray upang maipaliwanag ang iba’t ibang bahagi ng matalinong gamot na nanocarrier sa pamamagitan ng kanilang natatanging mga bono.

“Karaniwan naming naayos ang kulay na X-ray upang makilala ang pagitan ng mga bono na nasa molekula na,” sabi ni Collins.

Pinayagan silang suriin nila kung magkano at anong uri ng materyal ang nasa panloob na core, ang laki at nilalaman ng tubig sa nakapalibot na nano-shell, pati na rin kung paano nag-react ang nanocarrier sa nagbabagong kapaligiran.

Gumamit din sila ng malambot na pamamaraan ng X-ray upang suriin ang polysoap nanocarrier, na binuo upang makunan ng langis na natapon sa karagatan. Ang polysoaps ay maaaring bumuo ng isang nanocarrier mula sa isang solong Molekyul at i-maximize ang kanilang pang-ibabaw upang ma-trap ang mga hydrocarbon, tulad ng mga matatagpuan sa isang madulas na langis. Gamit ang isang bagong pamamaraan, nalaman ng mga mananaliksik na ang bukas na spongy na istraktura ng polysoap ay maaaring manatili mula mataas hanggang sa mababang konsentrasyon, na magpapabuti sa bisa nito sa tunay na mga aplikasyon.

“Mahalaga para sa mga siyentista na masuri ang lahat ng istrukturang ito upang maiwasan ang magastos na pagsubok at error,” sabi ni Collins.

Ang pamamaraan na ito ay dapat payagan ang mga siyentista na masuri ang pag-uugali ng mga istrakturang ito sa iba’t ibang mga kapaligiran, sinabi ni Collins. Halimbawa, para sa matalinong paghahatid ng droga, maaaring may iba’t ibang mga temperatura, antas ng pH, at stimuli sa katawan, at nais malaman ng mga siyentista kung mananatili ang mga nanosucture hanggang sa ang mga kondisyon ay tama para sa paghahatid ng gamot. Kung matutukoy nila ito sa simula ng proseso ng pag-unlad, maaari silang maging mas kumpiyansa na gagana ang mga nanocarriers kaysa mamuhunan sa pag-aaral ng medikal na matagal.

“Inaasahan namin na ang bagong teknolohiyang ito ay magpapahintulot sa isang mas mabilis na tulin at mas mataas na kawastuhan sa pagdidisenyo at pagbuo ng mga kapanapanabik na mga bagong teknolohiya,” sabi ni Collins.

Sanggunian: “Ang paglalarawan ng hindi naka-label na mga organikong nanocarriers ay nagpapakita ng patuloy na nuclei ng isang solong Molekyul para sa pagsamsam ng hydrocarbon,” ni Terry McAfee, Thomas Ferron, Isvar A. Cordova, Phillip D. Pickett, Charles L. McCormick, Cheng Wang, at Brian A. Collins , 25 Mayo 2021, Kalikasan ng komunikasyon.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23382-8

Pagpopondo: Grant National Science Foundation Pangunahing Instrumentasyon ng Pananaliksik, bigyan ang Kagawaran ng Enerhiya ng Maagang Career Research Research na bigyan. Kasunduan ng Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos. Pang-eksperimentong programa ng National Science Foundation upang suportahan ang mapagkumpitensyang pagsasaliksik

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.