物理学家彼得Christianen高磁场实验室在奈梅亨,荷兰,设想有一天小火箭可以通过病人的静脉倾侧直接派遣医学网站,这是必要的。
从技术上讲,“火箭”stomatocytes、人工细胞的口如空缺。类似于细胞或体内囊泡,stomatocytes有膜组成的长碳链,每个亲水和研发。这些链,压在对方,形成一个十全十美的边界,从内部分裂。
最近的研究在这一领域由Christianen和他的合作者是一个很好的例子,如何意外会导致科学发现到意想不到的,但非常有前途的方向。
Christianen的几年前,一些同事将铂和过氧化氢为小stomatocyte。他们发现随之而来的化学反应——液体过氧化“燃料”分裂成水和氧气播放的细胞——泡成小火箭。
Christianen和他的团队怀疑他们可以使用磁场来重塑和引导“nanorockets。”But when placed in a strong, 20-tesla magnet, the stomatocytes didn’t deform much.
左上:泡开始,没有任何磁场,关闭。然后,应用磁场后,嘴打开。最后,在货物装载和字段是关掉,填充胶囊关闭。当磁场重新应用(未显示),囊泡将打开并释放货物。(来源:彼得·阿尔伯斯);左下:电子显微镜图像的囊泡。在左边的图片,他们是外磁场和只有一个小孔。在右边的图片,拍摄于20-tesla磁场,囊泡变形,导致大开。(来源:内梅亨大学);右:彼得Christianen。 (Credit: Radboud University)
然而,磁场做了导致一个重要的变化:囊泡的嘴巴打开。立即团队有一个新的想法:Stomatocytes可以装载药物,体内穿梭到指定网站,经过磁场迫使他们吐出的药物。科学家们称他们magneto-valves。
“我们认为,‘好吧,我们可以用它作为药物输送的俘获和释放装置,”“Christianen说。“这完全是可再生的和可逆的。”
发展nanorockets原来只是第一步。第二是学习如何塑造他们,这一过程也涉及一些科学意外的惊喜。
Christianen得知渗透压(有机溶剂的浓度决定了内部和外部的囊泡)影响泡的形状。所以他和他的同事尝试了新的实验。首先,他们添加水的混合长碳链,溶解在有机溶剂;链形成球形囊泡。然后研究人员改变了渗透压稀释溶剂外囊泡;他们回应弯曲成各种形状,每个显示不同的应用程序。
盘状结构的叶绿体会可能有不同的流属性或者是更好的酶,Christianen说,而球形囊泡可以用作化学反应,nanoreactors和stomatocytes作为药物运载工具。
“所以不同形状给不同的功能,”他说。
然后Christianen的团队再次转向磁场——这一次决定正是他们创造的形状。他们使用了一种叫做磁双折射,它使用偏振激光图像如何面向对象的磁场。这允许他们精确的地图怎么泡的形状改变渗透压的变化。
的测量和控制stomatocyte nanorockets带来Christianen的团队更近了一步一个医学的圣杯:精密药。这项技术尤其有前途的,因为它需要无非是普通MRI机器。
更多的努力,或许少许更多的意外——这一愿景似乎注定会发生。
由Gabriel Popkin
这个故事最初的一系列故事的一部分被称为纳米好的科学如何能在微小的包——所有的目标是解决很大的问题。阅读本系列的其他故事,明白了Nanocages可能持有健康的进步能源的关键和磁性的小型化。
