Исследователи используют простое световое излучение для переключения нового наноконтейнера мицеллярного типа между собранным и разобранным состояниями

Ученые из Токийской Технологической Лаборатории Химии и Науки о жизни создали наноконтейнер мицеллярного типа, который можно переключать между собранным и разобранным состояниями с помощью простого светового освещения.

Химическая структура предыдущего (слева) и нового амфифила (справа). Световое облучение вызывает структурное изменение от открытой к закрытой форме амфифила. (Фото предоставлено Tokyo Tech)

Световой стимул вызывает структурные изменения в амфифильных субъединицах, тем самым закрывая их встроенный связующий карман и одновременно приводя к разборке.

В исследовании, опубликованном в последнем выпуске Nature Communications Лоренцо Катти (научный сотрудник JSPS / Humboldt), Нацуки Кишида, Митито Йошизава и их сотрудники успешно показывают, как интегрировать использование света и вода, являющаяся незаменимым компонентом для жизни, в безвредной для окружающей среды системе доставки.

Вода и свет – это изобилие и чистые ресурсы на земле. До сих пор их активное использование в синтетической химии и химии материалов редко достигалось, но является насущной необходимостью для развития устойчивых современных технологий.

Доктор Мичито Йошизава, Токийская технология

Успех основан на небольшой модификации конструкции в узле наноразмерного контейнера. Исследователи переместили две полиароматические панели на предыдущее амфифильное соединение на один атом углерода ближе друг к другу, чтобы облегчить фотохимическую реакцию между панелями, которая приводит к количественному закрытию связующего кармана. Кроме того, команда могла продемонстрировать, что эта реакция частично и полностью обратима при световом освещении и нагревании, соответственно.

Исследование является частью постоянных усилий команды по созданию экологически безопасных систем из нанопластин с управляемой функциональностью. Новая система может рассматриваться как «ароматическая мицелла», идея, которая была представлена ​​группой в 2013 году.

Было продемонстрировано, что поглощение нерастворимых в воде гостевых молекул в контейнер легко достижимо с помощью простого протокола измельчения. При добавлении воды к полученным твердым веществам были получены характерно окрашенные растворы, которые демонстрировали видимые в УФ-диапазоне полосы поглощения, назначаемые связанным молекулам гостей. Адаптируемая природа наноконтейнера позволила абсорбировать в воде широкий спектр соединений, таких как сферические фуллерены и плоские стержневидные красители.

Было возможно реализовать количественное высвобождение гостевых соединений посредством освещения водного раствора в течение 10 минут при комнатной температуре. Высвобожденные нерастворимые в воде гости могут быть дополнительно эффективно извлечены путем простой фильтрации, в результате чего получается прозрачный бесцветный раствор, состоящий только из закрытых амфифилов.

« В биомедицинском контексте разработанная система имеет большие перспективы для будущего прогресса в неинвазивной доставке биомолекул и синтетических лекарств », – заключил д-р Йошизава. Будущие усовершенствования системы направлены на создание более слабого источника света для облучения, что приблизит систему на один шаг ближе к предполагаемому применению доставки in vivo.

Источник: https://www.titech.ac.jp/english/

Source link