نانوذرات و پپتید‌ها در خدمت خودآرایی مولکولی

پژوهشگران نشان دادند که با پوشاندن سطح نانوذرات با نوعی پپتید می‌توان این نانوذرات را به‌گونه‌ای اصلاح کرد که قادر به خودسازمان‌دهی و خودآرایی باشند و در نهایت ساختار‌های بزرگتری ایجاد کنند.

کد خبر: ۹۶۹۱۲۶

شنبه - ۱۷ مهر ۱۴۰۰ / October 09, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، خود‌آرایی مولکولی یک مفهوم شناخته شده در شیمی ابرمولکولی است. مولکول‌ها خود به خود از طریق برهم‌کنش‌های ابر مولکولی بین گونه‌های منفرد، خود را در ساختار‌های بزرگتر سازماندهی می‌کنند؛ این خودآرایی‌ها با کمک نانوذرات نیز شکل می‌گیرند. محققان از گروه‌های عاملی متصل به نانوذرات برای هدایت سازمان‌دهی ذرات در جهت خاصی و برای طراحی مواد جدید استفاده می‌کنند.

فردی کلایتز، می‌گوید: «در این پروژه، ما از پپتید‌های مخصوص خودآرا استفاده کردیم تا با نانوذرات سیلیس که ۱۰۰ نانومتر قطر دارند، ساختار‌های بزرگتری بسازیم.»

پتانسیل پپتید‌های زنجیره کوتاه، به ویژه دیفنیل آلانین، به‌عنوان محرک‌های خود‌آرایی مولکول‌ها در ساختار‌های جدیدتر (به شکل لوله، الیاف، غشا و غیره) از قبل شناخته شده بود. در این مطالعه، محققانی به رهبری مایکل ریتوفر از موسسه شیمی معدنی، روش‌های سنتز جدیدی را ارائه دادند که به پپتید‌های دیفنیل آلانین امکان می‌دهد با نانوذرات کلوئیدی پیوند برقرار کنند.

مایکل رایتوفر، نویسنده مقاله مربوط به این پروژه می‌گوید: «پپتید‌های ما فرآیند خودآرایی را هدایت کرده‌اند. این پپتید‌ها سطح ذرات کوچک را پوشانده و سپس ذرات را در کنار هم نگه داشته‌اند. این ساختار شبیه به چسب‌های ورقه‌ای دوتایی است که روی هم قرار می‌گیرند و به هم می‌چسبند.»

در واقع پپتید‌ها با اتصال به سطح نانوذرات آن‌ها را به‌گونه‌ای اصلاح می‌کنند که این نانوذرات می‌توانند همانند چسب به هم متصل شوند.

به‌منظور سازماندهی ذرات کاربردی با پپتیدها، محققان از راهبرد منحصر به فرد خودآرایی ناشی از تبخیر (EISA) استفاده کردند. خودآرایی در طول تبخیر یک حلال که پپتید‌ها و ذرات در آن قرار داشتند انجام شد. دانشمندان توانستند با انتخاب پپتید‌ها و حلال بر شکل محصول نهایی تأثیر بسزایی بگذارند.

با استفاده از طیف‌سنجی NMR، می‌توان درک درستی در مورد ساز و کار‌های اساسی خود سازماندهی‌دهی پپتید‌ها به‌دست آورد. مایکل رایتوفر می‌گوید: «ما در ابتدای راه هستیم، اما روش ما دریچه‌ای برای طراحی تعداد زیادی از مواد مختلف باز می‌کند. همچنین با توجه به طیف وسیعی از کاربرد‌ها مانند سیستم‌های تحویل دارو یا نانوکاتالیست‌های جدید، این فناوری می‌تواند کاربرد زیادی در این حوزه‌ها داشته باشد.»

لازم یه ذکر است؛ نتایج این این تحقیق در Angewandte Chemie منتشر شده است.