Новости химической науки > Обратимо раскрываемые наноклапана

Исследователи под руководством Фрейзера Штоддарта (J. Fraser Stoddart) из Университета Калифорнии разработали новый наноклапан.

В отличие от прежних версий наноклапанов, работавших только в органических растворителях, новый прибор функционирует в водной среде и в условиях, характерных для большинства физиологических условий – это свойство делает новый наноприбор полезным для разработки новых систем доставки лекарственных препаратов в нужное место организма и раскрывающихся в заданное время.

Наноклапаны: pH-чувствительный псевдоротаксан играет роль ворот для нанотранспортера лекарственного препарата. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2222)

Одним из примеров хорошего наноразмерного контейнера являются крошечные сферы пористого оксида кремния. Для доставки лекарств поры могут быть заполнены препаратом, после чего закрыты контролируемыми клапанами.

Для достижения поставленной задачи исследователи прикрепили стволообразные молекулы на поверхность пористых сфер и заполнили поры молекулами гостя. При значениях pH от кислых до нейтральных они поместили на эти «стволы» молекулы кукурбитурила – объемные молекулы, напоминающие по форме тыкву с прорезанными сверху и снизу отверстиями. Полученная в результате этих операций супрамолекулярная структура-псевдоротаксан оказалась похожей на тыкву, нанизанную на стержень. Псевдоротаксан блокирует поры, препятствуя выходу молекул гостя и закрывая наноклапан.

При увеличении уровня pH до основных взаимодействие между «тыквой» и «стержнем» ослабевает, и «тыквы» покидают стержень, открывая поры. При этом клапан открывается, и молекула гостя может покинуть носитель.

На настоящем этапе исследований еще требуется существенная подстройка молекулярных структур отдельных компонентов наноклапанов. Исследователи хотят разработать такой наноприбор, который мог бы управляться чрезвычайно незначительными изменениями уровня pH здорового и поврежденного органа.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2222, DOI: 10.1002/anie.200705211

метки статьи: #нанотехнологии, #органическая химия, #физическая химия