Синтезирующие низкомолекулярные полионные комплексные наноматериалы

Искусственные полиэлектролиты могут имитировать взаимодействия биологических макромолекул, таких как белки, нуклеиновые кислоты и конъюгаты полисахарид-белок. Ожидается, что такие синтетические полиионные комплексы будут служить уникальными платформами для стабилизации и доставки белков, лекарств или нуклеиновых кислот.

Фото: © Wiley-VCH

Китайские исследователи сообщили об универсальном, коммерчески применимом подходе таких наноматериалов с перестраиваемой морфологией в журнале Angewandte Chemie. Можно предусмотреть подготовку библиотек этих низкоразмерных биорелевантных наноструктур

Многие конъюгаты полисахарид-белок, белки, ДНК и РНК загружают биологические макромолекулы. Они состоят из сложных структур наряду с уникальными функциями, что обеспечивает возможность клеточной жизни. Неудивительно, что синтетические полиионные сборки, которые имитируют свойства биологических макромолекул, как ожидается, будут работать как идеальные платформы для взаимодействия с биологией. Такие полиионные комплексы или ПОС с их контролируемой формой и зарядом могут действовать как активные носители для нуклеиновых кислот в генной терапии, а также для целевой доставки лекарств. Однако рациональный дизайн ПОС продолжает оставаться сложным: структура, состояние заряда и окончательная морфология зависят от тысяч термодинамических и кинетических параметров. Форма, стабильность и реактивность часто не воспроизводятся. В Сучжоуском университете в Сучжоу, Китай, следователь Юаньли Кай и его коллеги, таким образом, расширяют рационализированные схемы подготовки. Благодаря методу, известному как «электростатическая самосборка, вызванная полимеризацией» (PIESA), в настоящее время они прогнозируют экономичный и масштабируемый протокол подготовки для низкоразмерных ПОС с перестраиваемыми морфологиями для биомедицинского использования.

Протокол был основан на методе самосогласования, вызванном полимеризацией (PISA), чтобы разумно синтезировать наночастицы блок-сополимера в водной среде. Авторы расширили протокол, запустив положительно заряженный мономер, и затем его полимеризовали в присутствии предварительно синтезированного полиона противоположного заряда и другой макромолекулы, служащей в качестве незаряженного сополимерного блока. Конечный наноматериал состоял из определенных комплексов заряженных сополимеров и полимеров. Он показал невероятные свойства.

В зависимости от концентрации твердых тел авторы заметили структурные переходы синтезированных ПОС из пузырьков в отсеченные везикулы в сверхтонкие гибкие пленки большой площади. Кроме того, в зависимости от используемого растворителя доминировали либо плотно-пористые пленки, либо очень длинные нанопроволоки, что в результате привело к гелеобразованию. Авторы подчеркнули, что их протокол PIESA при полимеризации с видимым светом дает «высокую воспроизводимость структуры в коммерчески жизнеспособном масштабе в экологически чистых водных условиях при 25 ° C». Это означает, что сложные наноматериалы с перестраиваемой морфологией и зарядом могут быть легко подготовлены , Визуализированы биомедицинские применения для переноса и доставки ДНК и различных других биологических заряженных полимеров в месте их действия, включая библиотеку низкоразмерных наноматериалов с перестраиваемой морфологией.

Source link