Исследование в Nature Communications показало разделение наночастиц внутри растущих кристаллов кальцита
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Два типа белковоподобных полимерных наночастиц самопроизвольно разделились на отдельные области внутри растущих кристаллов кальцита, говорится в исследовании, опубликованном в Nature Communications. В результате сформировался искусственный биоминерал с упорядоченной структурой, обусловленной различиями в химии поверхности наночастиц.
Синтетические наночастицы
Исследователи создали два типа диблок-сополимерных наночастиц, имитирующих псевдобелки. Первый тип представлял собой сплошные сферы диаметром около 100 нм с ядром из поли(бензилметакрилата) и оболочкой из сульфатсодержащих цепей, окрашенной красным флуоресцентным красителем. Второй тип — полые везикулы диаметром около 300 нм с тем же полимерным ядром, но с оболочкой, богатой карбоксилатными группами, окрашенной зеленым флуоресцентным красителем. Наночастицы синтезировали методами RAFT-полимеризации в сочетании с полимеризационно-индуцированной самосборкой (PISA). Разные размеры и химия поверхности позволили использовать их как настраиваемые аналоги природных биомолекул.
Эксперимент с ростом кристаллов
Два типа наночастиц ввели в растущие кристаллы кальцита. Вместо случайного смешивания частицы самопроизвольно разделились на отдельные области внутри кристалла. Красные сферы диаметром 100 нм и зеленые везикулы диаметром 300 нм заняли разные зоны, сформировав искусственный биоминерал с четко организованной структурой. Разделение определялось различиями в химии поверхности наночастиц. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Пробел в исследованиях
Природные биоминералы, такие как кости, зубы и раковины, сочетают твердые неорганические минералы с органическими молекулами в организованных гибридных структурах. Прежние исследования захватывали одиночный тип наночастиц внутри растущего кристалла, но не давали четких правил для раздельного встраивания нескольких типов частиц. Существующие аналитические методы не могли надежно разделить перекрывающиеся взаимодействия нескольких компонентов на таких малых масштабах. Новая система с точно контролируемой химией поверхности и размерами позволяет отслеживать отдельные компоненты. Она восполняет экспериментальный пробел в понимании распределения и разделения наночастиц при биоминерализации.
Что дальше
Дальнейшие эксперименты с описанной моделью, как ожидается, проверят более сложные комбинации размеров и химии поверхности наночастиц. Остается неясным, перенесутся ли наблюдаемые правила разделения на другие кристаллические матрицы или на практические системы контролируемого высвобождения.
1 источник
Исследование в Nature Communications показало разделение наночастиц внутри растущих кристаллов кальцита
