Et projekt af russiske videnskabsmænd vil hjælpe med at skabe kapsler til målrettet medicinafgivelse

Forskere fra MIPT og ITMO University og deres kolleger har studeret dannelsen og væksten af ​​krystaller fra simple organiske molekyler til store associationer. Disse eksperimenter vil hjælpe med at skabe kapsler til målrettet lægemiddellevering til specifikke væv i den menneskelige krop. Den videnskabelige artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Krystalvækst og design .

Melamincyanurat består af farveløse melaminkrystaller og cyanursyre, hvis molekyler associeres på samme måde som DNA-dannelse. Undersøgelser forbundet med det kunne være nyttige til at udvikle teknikker til at introducere lægemidler i krystaller med en lignende struktur. Dette vil gøre det muligt for forskere at udføre eksperimenter med målrettet medicinafgivelse, en teknologi, som i fremtiden vil tillade lægemidler at gå direkte til mål, dvs. specifikke organvæv, i stedet for at blive fordelt i hele kroppen.

Imidlertid, der er stadig mange spørgsmål om mekanismen for molekylær organisation på forskellige stadier af krystalvækst.

"Vores fælles arbejde handler om en interessant effekt:Ved at variere forholdet mellem de indledende komponenter, det er muligt at regulere dannelsesprocessen og udseendet af melamincyanuratkrystallen, " siger Aleksandra Timralieva, medforfatter af studiet og kurator for uddannelsesprogrammer ved Infochemistry Scientific Center ved ITMO University, "Vi så på dannelsen af ​​et supramolekylært kompleks af melamincyanurat. Dets dannelse afhænger direkte af den lokale koncentration af komponenterne. Det viste sig, at det er kontrollen af ​​proportioner, der gør det muligt for os at kontrollere væksten af ​​krystaller og indføre andre stoffer i dem."

De vigtigste beregninger blev udført af MIPT-forskere.

"En af hovedaktiviteterne i vores laboratorium på MIPT er simulering af molekylær dynamik, en tilgang, der giver os mulighed for numerisk at beskrive og forudsige adfærden af ​​hvert enkelt atom i nogle, normalt meget lille, stofvolumen. Fra et beregningsmæssigt synspunkt, sådanne metoder er ekstremt ressourcekrævende og kræver højtydende maskiner, der samtidigt kan bruge hundreder og nogle gange tusindvis af individuelle processorer til at løse et enkelt problem, " forklarer Nikita Orekhov, souschef for Laboratory of Supercomputing Methods in Condensed Matter Physics på MIPT. "I dette arbejde, bevæbnet med en af ​​disse supercomputere, vi har forsøgt at finde ud af, hvilke typer intermolekylære interaktioner, der er ansvarlige for dannelsen af ​​den primære melamincyanuratkerne i vandig opløsning, nanoskalagruppen af ​​molekyler, hvorfra krystallen senere vil vokse. I vores fremtidige undersøgelser, disse data vil være nyttige til en mere detaljeret forståelse af de processer, der opstår under dannelsen af ​​melamincyanuratskaller eller nært beslægtede supramolekylære komplekser omkring de bioorganiske molekyler af interesse."

Den eksperimentelle del fandt sted i laboratorierne i Infochemistry Scientific Center ved ITMO University. Forskerne undersøgte, hvordan en ændring i koncentrationen af ​​en af ​​de to komponenter påvirker dannelsen af ​​melamincyanurat.

"Vi planlægger at udføre modelforsøg med mange organiske molekyler, for eksempel med antibiotika som tetracyclin, " forklarer Alexandra Timralieva. "Flere supramolekylære strukturer, især melamincyanurat, er meget ens i deres dannelse den måde DNA er dannet på. Hvis vi kan forstå kontrollen med dannelsen af ​​disse strukturer, så kan vi bevæge os ind i området for kemien om livets oprindelse. De første skridt er allerede taget."