Наночастица золота, покрытая цепочками полимеров. Изображение с сайта mpg.de.

Немецкие ученые научили золотые наночастицы плыть в нужном направлении

Известно, что в последнее время на использование нанотехнологий в медицинских целях возлагаются большие надежды. Так, недавно "Лента.ру" сообщала о том, что биоинженеры научились с помощью золотых наночастиц наблюдать химические реакции в отдельно взятой клетке, не разрушая ее.

"Загнать" наночастицы в нужное место не так-то просто. В идеале они вводятся в кровь и с ее током доставляются в любую точку тела, где покидают кровеносные сосуды и "входят" в клетки. Однако кровь представляет собой водный раствор, а клеточные мембраны - жирную среду. Это означает, что наночастицы должны быть "растворимы" в обеих средах, причем поочередно: сначала в воде, потом в жире (потом опять в воде).

Коллективу ученых из Института коллоидов и разделов сред под руководством Даяна Вана (Dayang Wang) удалось создать наночастицы, перемещением которых между водным и жирным раствором можно управлять.

Группа Вана присоединила к золотым частицам диаметром от двух до четырнадцати нанометров полимерные цепочки из метилакрилата, на которых "висят" веточки полиэтиленгликоля. Цепочки напоминают по форме щетки для мытья посуды. Именно они "выбирают" среду, куда двинется частица.

Ученые поместили частицы в на границу двух несмешивающихся сред: воды и толуола (один из нефтяных растворителей). Полимерные щеточки образовывали водородные связи с молекулами воды, и частицы перемещались в водный слой. Затем исследователи нагревали воду и добавляли в нее соль (годится практически любая растворимая соль). Это ослабляло водородные связи, и открывались участки щеточек, способные к взаимодействию с жиром. Частицы, находившиеся на границе сред, переходили в слой толуола.

Понизив температуру и добавив в воду лимонной кислоты, ученые опять делали возможным образование водородных связей - и частицы возвращались в водную фазу. По мнению исследователей, граница вода-толуол может служить условной моделью клеточной мембраны.

Ссылки по теме
- Stimuli-Responsive Reversible Transport of Nanoparticles Across Water/Oil Interfaces - Transporting gold across physical boundaries, Max Planck Society Press Release, 22.11.07
- Stimuli-Responsive Reversible Transport of Nanoparticles Across Water/Oil Interfaces - Wiley Interscience, 14.11.07
- Биологи научились наблюдать химические реакции в отдельно взятой клетке - Lenta.ru, 21.11.2007
- Химики промоделировали на неживых объектах уникальное свойство живых организмов - Lenta.ru, 06.11.2007
- Физики научили молекулы самоорганизации - Lenta.ru, 31.10.2007

Сайты по теме
- Max Planck Society