La creazione di membrane è di enorme importanza in biologia, ma anche in molte applicazioni chimiche sviluppate dall'uomo. Queste membrane si formano spontaneamente quando le molecole di sapone nell'acqua si uniscono. I ricercatori della Eindhoven University of Technology ora hanno un quadro chiaro dell'intero processo. Si scopre che la formazione della membrana inizia con nanogoccioline nell'acqua con una maggiore concentrazione di molecole simili al sapone. Se riesci a controllare quelle nanogoccioline, puoi controllare la forma, spessore e dimensione delle membrane. Questo è di grande importanza per, tra l'altro, lo sviluppo di nuovi nanomedicinali. I risultati sono pubblicati in Chimica della natura .

membrane biologiche, e varianti artificiali, sono costituiti da molecole anfifiliche, di cui il sapone è un esempio. Queste molecole hanno una testa che si lega all'acqua, ma una coda che si allontana dall'acqua. Potete immaginare che un gruppo di tali molecole nell'acqua, preferibilmente mette insieme le code, e tira fuori la testa, verso l'acqua. Processi simili dominano anche la creazione di membrane. Spesso sono sferici, come liposomi, così puoi, Per esempio, mettici dentro una medicina. E anche l'ultima membrana, la parete cellulare, è costruito in modo simile.

Come si autoassemblano le nanogoccioline

Fino ad ora, la formazione di "micelle" era considerata il primo passo nella formazione della membrana. Una micella è una struttura sferica estremamente piccola (circa 100 nanometri) di molecole anfifiliche, tutte con le code verso l'interno e le teste verso l'esterno. Però, i ricercatori della Eindhoven University of Technology hanno scoperto un inizio diverso:la formazione di nanogoccioline in acqua con una maggiore concentrazione di molecole anfifiliche. All'interfaccia di quella goccia, le molecole anfifiliche, com'era, prendetevi per mano:prima formano delle sfere, che poi si trasformano in cilindri o piastre, e quindi viene creata una membrana chiusa che racchiude la nano-goccia. Con questo cosiddetto processo di 'autoassemblaggio', la gocciolina è diventata un liposoma.

Il team di ricerca ha previsto questo risultato sulla base di un modello matematico e simulazioni al computer, e poi lo ha confermato con una forma molto speciale di microscopia elettronica. Con la microscopia elettronica in fase liquida, potrebbero fare video sulla formazione dei liposomi. Poiché le molecole anfifiliche regolari sono troppo piccole per essere viste anche da questa forma di microscopia, i ricercatori hanno utilizzato molecole molto più grandi che funzionano allo stesso modo (copolimeri a blocchi).

Applicazioni

Secondo i ricercatori, le loro nuove intuizioni sono fondamentali per controllare meglio l'autoassemblaggio delle membrane. Si aspettano di vedere la conoscenza riflessa in un'ampia gamma di applicazioni. Tra l'altro, Professor Nico Sommerdijk, uno dei ricercatori, sta pensando alla nanomedicina, compresi modi migliori per somministrare farmaci antitumorali al posto giusto nel corpo, incapsulandoli in liposomi.