18:56 2024-04-19
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ European XFEL scoate secrete dintr-un nanogel important
_ European XFEL scoate secrete dintr-un nanogel important
O echipă internațională de la cel mai mare laser cu raze X din lume XFEL european de la Schenefeld, lângă Hamburg, a examinat proprietățile unui nanogel important care este adesea folosit în medicină pentru a elibera medicamente într-un mod țintit și controlat la locația dorită în corpul pacientului. Echipa a publicat acum rezultatele în revista Science Advances.
Cercetătorii au investigat umflarea și prăbușirea induse de temperatură a polimerului poli-N-izopropilacrilamidei (PNIPAm) la European XFEL din Schenefeld lângă Hamburg. Datorită modificărilor sale dinamice, PNIPAm este frecvent utilizat în medicină, de ex. pentru administrarea de medicamente, ingineria țesuturilor sau senzoriale.
PNIPAm este de obicei dizolvat în apă. Peste o anumită temperatură, așa-numita temperatură critică inferioară a soluției (LCST), care este în jur de 32 °C, se schimbă de la o stare hidrofilă, iubitoare de apă, la o stare hidrofobă, hidrofugă. Ca o consecință, particulele de nanogel, așa cum au fost investigate de Lehmkühler și colegii, își schimbă rapid dimensiunea peste această temperatură prin expulzarea apei.
Această caracteristică este utilă pentru o varietate de aplicații, inclusiv eliberarea controlată a medicamentelor. în corpul unui pacient, ca sistem model pentru proteine și în ingineria țesuturilor, cultivarea țesutului organic pentru aplicații medicale sau ca senzori de temperatură biocompatibili.
Cu toate acestea, până acum a fost foarte dificil să urmăriți experimental aceste tranziții rapide de fază și, prin urmare, să le optimizați pentru diferite aplicații. Prin urmare, caracterizarea precisă a cineticii modificărilor polimerului PNIPAm cu temperatura este încă un subiect de cercetare plin de viață.
Acum, secvența rapidă a impulsurilor de raze X de la XFEL european a permis cercetătorilor să investigheze modificările rapide, dependente de temperatură, în nanogelul PNIPAm folosind o tehnică numită X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS).
„Datorită ratei mari de repetare a XFEL european, putem efectua aceste măsurători cu rezoluție în timp suficient de mare pentru a urmări structura și mișcarea nanogelurilor”, spune Johannes Möller, om de știință la instrumentul Materials Imaging and Dynamics (MID) al XFEL european. Cercetătorii au studiat particule de aproximativ 100 de nanometri. Impulsurile de raze X au fost folosite atât pentru a încălzi nanoparticulele, cât și pentru a măsura modificările lor structurale prin dinamica lor, adică mișcarea lor în apa înconjurătoare.
„Cu ajutorul datelor obținute la XFEL european, acum am reușit să înțelegem mai bine umflarea și prăbușirea polimerului”, spune Felix Lehmkühler, unul dintre liderii echipei.
„Spre deosebire de studiile anterioare, acestea s-au limitat la Măsurătorile indirecte ale cineticii umflării sau prăbușirii, am constatat că nanogelul se micșorează semnificativ mai repede în intervalul de 100 de nanosecunde, dar durează cu două până la trei ordine de mărime mai mult pentru a se umfla”, explică Lehmkühler. Rezultatele ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă și să îmbunătățească în continuare caracteristicile polimerului pentru diferite aplicații, cum ar fi dezvoltarea unor sisteme mai eficiente de livrare a medicamentelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu