Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Metode Soft X-Ray Menjanjikan Terobosan Nanocarrier untuk Pengobatan Cerdas

Sebelum potensi besar nanocarrier kecil untuk pengiriman obat yang sangat bertarget dan pembersihan lingkungan dapat diwujudkan, para ilmuwan harus terlebih dahulu dapat melihatnya.

Saat ini para peneliti harus bergantung pada pelekatan pewarna fluoresen atau logam berat untuk melabeli bagian dari struktur nanocarrier organik untuk penyelidikan, seringkali mengubahnya dalam prosesnya. Sebuah teknik baru menggunakan sinar-X "lembut" yang sensitif terhadap bahan kimia menawarkan cara yang lebih sederhana dan tidak mengganggu untuk mendapatkan wawasan tentang dunia nano ini .

IMAGES
Gambar: blogs.rsc.org

Dalam studi yang diterbitkan oleh Nature Communications , tim peneliti mendemonstrasikan kemampuan metode sinar-X pada nanopartikel pengiriman obat cerdas dan struktur nano polsoap yang dimaksudkan untuk menangkap tumpahan minyak mentah di laut.

"Kami telah mengembangkan teknik baru untuk melihat struktur internal nanocarrier, kimia dan perilaku lingkungan tanpa pelabelan sama sekali - kemampuan baru yang hingga kini belum mungkin," kata Brian Collins, fisikawan Washington State University dan penulis terkait. di ruang kerja. "Saat ini, Anda memerlukan tag fluorescent untuk melihat ke dalam nanocarrier, tetapi ini dapat mengubah struktur dan perilakunya, terutama jika terbuat dari bahan berbasis karbon. Dengan teknik baru ini, kami dapat melihat ke dalam nanocarrier ini, menganalisis identitas dan konsentrasi kimiawi mereka - dan melakukan ini semua dalam keadaan alami sepenuhnya, termasuk lingkungan air mereka. "

Nanocarrier organik yang digunakan untuk pengiriman obat sering dibuat dari molekul berbasis karbon, yang menyukai atau membenci air. Molekul hidrofilik dan hidrofobik yang disebut ini terikat bersama dan akan berkumpul sendiri di air dengan bagian yang tidak menyukai air bersembunyi di dalam cangkang segmen yang menyukai air.

Obat hidrofobik juga akan masuk ke dalam struktur, yang dirancang untuk membuka dan melepaskan obat hanya di lingkungan yang sakit. Misalnya, teknologi nanocarrier berpotensi memungkinkan kemoterapi yang hanya membunuh sel kanker tanpa membuat pasien sakit, sehingga memungkinkan dosis yang lebih efektif.

Sementara nanocarrier dapat dibuat dengan cara ini, para peneliti tidak dapat dengan mudah melihat detail struktur mereka atau bahkan berapa banyak obat yang tertinggal di dalam atau bocor. Penggunaan label fluorescent dapat menyoroti bagian dari pembawa nano - bahkan membuatnya berkelap-kelip - tetapi mereka juga mengubah pembawa dalam prosesnya, terkadang secara signifikan.

Sebaliknya, teknik yang dikembangkan Collins dan rekan-rekannya menggunakan sinar-X resonansi lembut untuk menganalisis nanocarrier. Sinar-X lembut adalah jenis cahaya khusus yang terletak di antara sinar ultraviolet dan sinar-X keras, jenis yang digunakan oleh dokter untuk melihat patah tulang. Sinar-X khusus ini diserap oleh hampir semua hal, termasuk udara, sehingga teknik baru ini membutuhkan lingkungan vakum yang tinggi.

Tim Collins mengadaptasi metode sinar-X lembut untuk menyelidiki elektronik plastik berbasis karbon yang dapat dicetak, sehingga akan bekerja pada pembawa nano organik berbasis air ini - menembus irisan tipis air untuk melakukannya.

Setiap ikatan kimia menyerap panjang gelombang atau warna sinar-X lembut yang berbeda, jadi untuk penelitian ini, para peneliti memilih warna sinar-X untuk menerangi berbagai bagian pembawa nano obat pintar melalui ikatan unik mereka.

"Kami pada dasarnya menyetel warna sinar-X untuk membedakan antara ikatan yang sudah ada di dalam molekul," kata Collins.

Ini memungkinkan mereka untuk mengevaluasi berapa banyak dan jenis material apa yang ada di inti dalamnya, ukuran dan kandungan air di sekitar cangkang nano serta bagaimana nanocarrier merespons lingkungan yang berubah.

Mereka juga menggunakan teknik sinar-X lembut untuk menyelidiki pembawa nano polsoap yang dikembangkan untuk menangkap tumpahan minyak mentah di laut. Polysoaps dapat membuat nanocarrier dari satu molekul, memaksimalkan luas permukaannya untuk menangkap hidrokarbon seperti yang ditemukan dalam tumpahan minyak. Dengan menggunakan teknik baru, para peneliti menemukan bahwa struktur seperti spons terbuka dari polysoap dapat bertahan dari konsentrasi tinggi hingga rendah, yang akan membuatnya lebih efektif dalam aplikasi dunia nyata.

"Penting bagi para peneliti untuk dapat memeriksa semua struktur ini dari dekat, sehingga mereka dapat menghindari trial and error yang mahal," kata Collins.

Teknik ini memungkinkan peneliti untuk menilai perilaku struktur ini di lingkungan yang berbeda, kata Collins. Misalnya, untuk pemberian obat yang cerdas, mungkin ada perbedaan suhu, tingkat pH, dan rangsangan dalam tubuh, dan para peneliti ingin mengetahui apakah struktur nano tetap bersama sampai kondisi yang tepat untuk menerapkan obat tersebut. Jika mereka dapat menentukan ini di awal proses pengembangan, mereka dapat lebih yakin bahwa nanocarrier akan bekerja sebelum berinvestasi dalam studi medis intensif waktu.

"Kami membayangkan teknik baru ini akan memungkinkan kecepatan yang jauh lebih cepat dan presisi yang lebih tinggi dalam desain dan pengembangan teknologi baru yang menarik ini," kata Collins.

Powered By NagaNews.Net