Fysikere bringer orden i flydende dråber, giver løfte om udvikling af lægemidler

Et team af fysikere har udviklet en metode til at generere og selvorganisere væsker i veldefinerede mønstre, et gennembrud, der tilbyder potentielle nye veje til udvikling af mere sofistikerede lægemidler og andre forbrugerprodukter.

Proceduren, beskrevet i det seneste nummer af tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences , fokuserer på at lave dråber, som er en blanding af to eller flere ikke -blandbare, eller ikke blandbar, væsker - i dette tilfælde olie, vand, og alkohol. Disse dråber afblandes spontant for at danne flere lag i et mønster, der er uafhængigt af dråbestørrelsen-men afhængig af afblandingshastigheden.

"Vores teoretiske forståelse giver os mulighed for at designe emulsioner, der ligner russiske redningsdukker, derefter at poppe dem ud trinvist, eller jævnt fordelt, måde, "forklarer Jasna Brujic, en professor i New York Universitys Institut for Fysik og den tilsvarende forfatter. "Evnen til at manipulere disse væsker skaber potentiale for at fremme vand- og olieopløselige lægemidler."

Papirets andre medforfattere er Pepijn Moerman, en forsker ved NYU's Center for Soft Matter Research på tidspunktet for undersøgelsen og nu ved det nederlandske Utrecht University, Eric Vanden-Eijnden, professor ved NYU's Courant Institute of Mathematical Sciences, og Pierre Hohenberg, emeritusprofessor i NYUs Institut for Fysik.

Adskillelse af væsker er en kompleks proces involveret i organiseringen af ​​cellernes underkamre og er afgørende for skabelsen af ​​velkendte produkter, såsom lægemidler eller kosmetik, som er sammensat af emulsioner.

Imidlertid, at udvikle ensartethed af form og kontrollere deres bevægelse repræsenterer videnskabelige udfordringer-afblanding af væsker fører normalt til klatter af alle former, ikke ulig hvordan dråber olie spredes i en række former og størrelser i en kogende gryde med vand.

For at løse disse udfordringer, forskerne anbragte væskerne i en begrænset geometri-en dråbe eller et tyndt halm-sådan at afblandingen begynder ved kanten og formerer sig indad. Når afmiksningsbølgen passerer, væskerne segregerer i striber, hvis længde afhænger af bølgens hastighed og den tid, det tager for adskillelsesprocessen. Begge disse parametre kan indstilles i forsøget, giver forskerne mulighed for at designe den indre struktur af emulsioner.

Den teoretiske model er i overensstemmelse med dataene, forskerne bemærker, og forudsiger også korrekt lagets levetid korrekt giver anledning til en trinvis frigivelse af indre dråber.