Российские и израильские ученые разработали метод, который дает возможность создавать самораспределяющиеся нанокапсулы для лекарств, а также эмульсий для продуктов красоты и пищевых товаров.
Исследователи изучали биохимические процессы, которые играли важную роль в ранних стадиях эволюции жизни на Земле, в создании структур, называемых коацерватами. Коацерваты - это отдельные капли жидкости или другие формы, которые имеют разный химсостав по сравнению с окружающей средой и зачастую обернуты жировой мембраной.
Предполагается, что коацерваты играли роль в эволюции живых клеток. Авторы исследования разработали набор химических реакций, которые позволяют создавать подобные структуры и заполнять их различными веществами, не вмешиваясь в процессы внутри пробирки.
Ученые обнаружили, что коацерваты могут быть получены путем проведения последовательности из шести химических реакций, которые приводят к автономному формированию жидких капель, сходных по структуре с живыми клетками. В основе этого процесса лежат некоторые азотсодержащие и серосодержащие органические соединения, помещенные в раствор с солью. В зависимости от скорости реакций и момента их остановки образуются либо стойкие эмульсии, либо сложные коацерваты.
«В этом исследовании мы изучили реакции, которые ускоряются за счет образования собственных продуктов и позволяют концентрировать вещества в образованных структурах с длинными цепями. Такие процессы будут полезны для лучшего понимания происхождения жизни на Земле и проектирования систем доставки лекарств», - пояснила директор НОЦ инфохимии Университета ИТМО в Петербурге Екатерина Скорб.
Эти самоорганизующиеся системы могут быть полезными, так как они позволяют доставлять к пораженным клеткам не только один вид лекарства, а даже сложные смеси веществ. Исследователи также планируют дальнейшее изучение коацерватов в органических растворах.
Фото: Hal Gatewood / Unsplash.com
