唧唧堂名校科研介绍2014-08-21 4:25 PM

分子'洋葱'未来能够传递药物

细胞膜是细胞具有的特征之一,每个细胞的DNA存贮和蛋白质制造机制都必须远离侵略和毒素而被妥善储藏。虽然研究几十年来科学家们一直试图复制这些特征,但是甚至是在试验室内培育这些被称为囊泡的最基本细胞膜结构也仍然面临许多问题。譬如很难保持其大小一致性和生物神经稳定性。研究人员发现一种具有树状分支的分子(称为树状大分子)能为创造囊泡和定制其直径和厚度提供简单方法。 这些以树枝状聚合物为基础的囊泡就像洋葱一样以同心层膜形式层叠生长。研究人员表示通过改变悬浮其中的树枝状聚合物的浓度,当将该溶液注入水中时就可控制其层数量,从而控制囊泡直径。这种结构能使药物释放时间更长,即每层会释放新剂量,甚至是将药物混合物设定在不同层中使其能按序释放。 

来自宾夕法尼亚大学化学系的Virgil Percec领导了该项发表于《PNAS》杂志的论文研究。 

头与尾

细胞膜由两层分子构成,且每层分子具有亲水性头部和斥水性尾部。这些双层膜的每层分子都以亲水性头部朝外的方式自我组装,这使得既能面向细胞的生活环境,又能面向细胞内部封闭的水.几十年来科学家们一直试图在实验室里复制这种被称为囊泡的最基本排列方式,即剥除细胞膜天然具有的额外蛋白质和糖只留下可以填充药物或其他有用物质的双壁气泡。 

Percec表示目前的问题是一旦蛋白质和实际生物膜的其他元素被剥除后他们就不再具有稳定性且很快死去,此外也很难控制其决定间距的渗透性和多分散性,制备方法也非常复杂昂贵。该领域的研究也因此专注于寻找新型化学品来替代通常用于构成囊泡双分子层的脂肪分子.终于Percec研究小组在2010年开始用一类被称为双亲树状聚合物的分子(amphiphilic Janus dendrimers)来制备囊泡时获得了研究突破。就像罗马双面神杰纳斯一样,这些分子有两个头,每头都具有树状分支而非构成自然界生物细胞膜的分子所具有的头尾样子。但像那些分子一样,这些树枝状聚合物具有两亲性,这意味着这些聚合物的一面分支是亲水性的,而另一面则具有疏水性。2010年,Percec和同事发现了最小的两亲树状聚合物。将其溶解于酒精溶液并注入水中时,研究人员发现他们形成了稳定且大小均匀的囊泡。

英文报道: 
MOLECULAR ‘ONION’ COULD ONE DAY DELIVER DRUGS
http://www.jijitang.com/note/5726

论文原文: 
《两亲的双面树状聚合物自组装成具有可预测大小和双层数量的均匀洋葱状树状聚合物》, 2014年5月22日发表于《PNAS》 
http://www.jijitang.com/note/5727

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