In un nuovo studio, i ricercatori dell'Università del Missouri hanno creato una prova di concetto di una nanocapsula, un contenitore microscopico, in grado di trasportare uno specifico "carico utile" in una posizione mirata.
Lo studio, intitolato "Nanocapsule dal volume interno senza precedenti aggraffate da ioni di calcio", è pubblicato su Chemical Science .
Anche se va oltre lo scopo di questo studio, la scoperta potrebbe un giorno avere un impatto sul modo in cui farmaci, nutrienti e altri tipi di composti chimici vengono somministrati all’interno degli esseri umani o delle piante. La forza dell'idea lungimirante di questo minuscolo meccanismo di consegna deriva dalla sua struttura inventiva, ha affermato Gary Baker, professore associato presso il Dipartimento di Chimica e coautore dello studio.
"Abbiamo la capacità di preparare in modo uniforme le nanocapsule con lo stampino unendole insieme utilizzando ioni di calcio metallico come elementi costitutivi o collegando i tronchi", ha affermato Baker. "In questo modo, possiamo generare più serbatoi identici che possono trasportare diversi tipi di sostanze o carichi utili. Inoltre, abbiamo la prova che le sostanze all'interno possono trasferirsi attraverso la barriera di queste nanocapsule in una soluzione esterna."
Baker paragona l'assemblaggio del dispositivo concettuale al modo in cui i gechi camminano sui muri.
"I gechi hanno minuscole strutture sui cuscinetti dei piedi che contengono sottostrutture ancora più piccole, e tali sottostrutture continuano quasi a raggiungere il livello nanometrico", ha affermato Baker.
"La combinazione di innumerevoli sottostrutture che interagiscono con una superficie fornisce una solida base per il geco. Allo stesso modo, queste nanocapsule sono tenute insieme da una molteplicità di interazioni chimiche deboli, ma quando sommate insieme forniscono una forza trainante per assemblare la parte finale struttura."
Lo studio rappresenta un importante passo avanti per il campo della chimica supramolecolare, ha affermato Jerry Atwood, illustre professore emerito di chimica dei curatori e leader riconosciuto a livello internazionale nel settore.
"Anche se abbiamo usato molecole fluorescenti, sono paragonabili per dimensioni e funzionalità alle molecole che qualcuno potrebbe voler utilizzare per trasportare una sostanza in un sito particolare", ha detto Atwood. "Pertanto, questo risultato evidenzia il suo potenziale per usi futuri nella scienza e nella medicina."
Kanishka Sikligar, ricercatrice post-dottorato presso la MU, ha fatto la scoperta. Sikligar, che è venuto alla MU per studiare con Atwood, è rimasto sorpreso dalla scoperta del team.
"La dimensione di queste nanocapsule si spinge ben oltre i limiti di ciò che è stato precedentemente raggiunto da altri ricercatori in questo settore", ha detto Sikligar. "Sono entusiasta di vedere come questa scoperta aiuterà ad espandere la conoscenza e la comprensione di questo campo."
Ulteriori informazioni: Kanishka Sikligar et al, Nanocapsule dal volume interno senza precedenti, aggraffate da ioni di calcio, Scienza chimica (2023). DOI:10.1039/D3SC01629C
Informazioni sul giornale: Scienze chimiche
Fornito dall'Università del Missouri
