“Raspberry-Shaped”药纳米颗粒可提高精度

一种新发现的技术,报道在《纳米级,提供了一种低成本的方法来提高现有药物的有效性。

“如果你把沙子和加热到500摄氏度,没有什么改变,”说布拉德利史密斯埃米尔·t·霍夫曼教授科学圣母大学的。史密斯,他也是导演的巴黎圣母院集成成像设备是困惑当Canjia翟和卡桑德拉谢弗,两个博士生部门的化学和生物化学在他的实验室里工作的人,发现他们已经改变了粒子的结构的硅砂的主要成分——在80摄氏度,温度相似,一杯咖啡。

这一发现是偶然发生的。粒子细微——人类头发直径的1000。但就像大同行标记“硅胶”包附加到新衣服,这些粒子是多孔,可以保持一种化学物质。在这种情况下,化学是一个蓝色染料用于检测小鼠的肿瘤。

新染料在史密斯的开发实验室,在很长一段时间进入狭窄的毛孔在粒子。因此,分子移动更快,谢弗和翟温暖略低于沸点的混合物,它在一夜之间。当他们回来第二天,他们可以看到粒子变成了蓝色。

确认染料完全注入,谢弗和翟的帮助塔季扬娜奥尔和卡里尼Zhukovskyi在巴黎圣母院,显微镜专家集成成像设备。

奥尔和Zhukovskyi高分辨率电子显微镜图像显示,不仅有染料注入,硅粒子本身改变了形状。最初的粒子是孤独的球体轻轻点缀着毛孔的皮肤像桔子。新的结构是球形的,是由小dye-filled小球。他们也有小开口,里面显示一个中空的核心。整个单元类似于一个中空的树莓。

最初的发现是一个惊喜后的许多实际的问题。其他化学物质能研究者加载到类似raspberry-shaped粒子?,最重要的是,这些化学物质会保持活跃,即使周围的结构改变了形状?

的博士生约旦Chasteen拿起这些问题,重复这个过程使用抗癌药物。一系列测试后,他确认了抗癌药物加载到粒子仍活跃和杀死癌细胞的能力。

这个发现提供了一个新的工具,使现有药物更有效,史密斯说。

“我们现在已经是一种经历的整个目录amine-containing药物,通过简单的步骤后,我们发现,我们可以创建新版本的现有药物,可以更有效的或不想要的副作用更少,”他说。

史密斯和他的学生发现,细微变化加载过程让他们颗粒的厚度不同,提供的一整套新的选项来调整粒子以不同的速率释放药物。新粒子的独特结构也可以加载多个成分——例如,药物在外层和染料在“树莓”——提高研究人员的能力观察药物释放的方式。

史密斯说,此外,新粒子,还阐明了一个鲜为人知的生物现象称为生物矿化。

“我们发现amine-containing药物有一定的化学属性,加快硅的退化和改革进程,我们认为它类似于自然界中发生的事情,”他说。史密斯硅藻提到作为一个例子,一种微小的浮游生物,他们精致的玻璃壳形成的二氧化硅。

“这些微生物机制,允许他们把沙子和改造成壳,”他说。“他们显然在相对较低的温度下使用有机分子。我们已经发现了可能是背后的一些化学过程。”

史密斯和他的实验室继续创新,他们获得的灵感来自大自然和在实验室里发现。“宽阔的教训,”他说,“是,我们可以发现在实验室自然过程如何工作,然后我们可以使用这些知识和模拟这些过程来设计全新的东西。”

参考:Shaffer CC,翟C, Chasteen杰,奥尔T, Zhukovskyi M,史密斯BD。硅纳米粒子重构在温和的条件下:多功能一步转换的介孔空心纳米粒子与同时有效载荷加载。纳米级。2022年。doi:10.1039 / D2NR05528G

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