(PhysOrg.com) -- I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno scoperto un nuovo, metodo più preciso per misurare quanto, o quanto poco, le interfacce su scala nanometrica amano l'acqua.

Le indagini, guidato da Shekhar Garde, l'Elaine and Jack S. Parker Professor a Rensselaer e capo del Dipartimento di ingegneria chimica e biologica, sono stati dettagliati in una serie di tre recenti articoli di riviste. Questo nuovo metodo per misurare l'idrofobicità potrebbe avere importanti applicazioni per il futuro della scoperta di farmaci, ha detto Garde.

"È facile misurare l'idrofobicità su macroscala:basta mettere una goccia d'acqua su una superficie e guardare con i propri occhi per vedere cosa fa, ” ha detto Garde. Gocce d'acqua su superfici idrofobiche, come una foglia di loto o una padella antiaderente, e si diffonde su superfici idrofile. L'idrofobicità è misurata dall'angolo con cui la goccia d'acqua entra in contatto con la superficie.

“Ma su scala nanometrica, non possiamo davvero mettere una goccia d'acqua su una superficie proteica o su una nanoparticella - che può essere piccola fino a un miliardesimo di metro di lunghezza - e misurare gli angoli di contatto, ” ha detto Garde. “Quindi è difficile misurare quanto sia realmente idrofoba o idrofila una superficie così piccola. Il nostro nuovo metodo, però, fornisce un percorso corretto ed efficiente per la risposta.”

I tre articoli sono stati pubblicati in Lettere di revisione fisica , Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , e come storia di copertina del numero di questo mese della rivista dell'American Chemical Society Langmuir .

Il gruppo di Garde ha eseguito ampie simulazioni molecolari modellando interfacce su nanoscala chiamate monostrati autoassemblati. Hanno modellato una gamma di superfici idrofobe e idrofile, e monitorato attentamente il comportamento delle molecole d'acqua che si interfacciano con queste superfici. Contrariamente alle aspettative dei ricercatori, le simulazioni hanno mostrato che la densità dell'acqua vicino a una superficie è un indicatore scarso dell'idrofobicità di quella superficie. Però, anche inaspettatamente, i ricercatori hanno scoperto che esiste un'eccellente correlazione tra l'idrofobicità della superficie e le fluttuazioni nella densità dell'acqua adiacente.

Il nuovo metodo potrebbe portare a un approccio più robusto per caratterizzare l'idrofobicità di superfici complesse ed eterogenee di proteine, biomolecole, e altre nanoparticelle, ha detto Garde. Si prevede che un tale approccio abbia importanti implicazioni sulla comprensione di come le proteine ​​interagiscono tra loro, e come si legano agli obiettivi. Il nuovo metodo potrebbe potenzialmente aumentare in modo significativo gli attuali approcci computazionali allo screening e alla progettazione di farmaci per il trattamento di una serie di malattie, ha detto Garde.

La maggior parte delle simulazioni molecolari di Garde sono state eseguite presso il Rensselaer Computational Center for Nanotechnology Innovations (CCNI).

I coautori dei tre articoli della rivista includono lo studente laureato in ingegneria chimica e biologica Sumanth N. Jamadagni, insieme ai dottorandi di ingegneria chimica e biologica Sapna Sarupria e Rahul Godawat.

Fornito da Rensselaer Polytechnic Institute (notizie :web)