Forskare från University of Queensland och Monash University i samarbete med ANSTO -forskare har klargjort hur beteendet hos skräddarsydda nanoskalaemulsioner (TNE) interagerar med sina mål styrs av gränssnittsstrukturen. Studien publicerades nyligen i Mjuk materia .

Samarbetet rapporterade att "top down" -metoden ger en anmärkningsvärd flexibilitet vad gäller antal och intervall av ytmodifieringar för läkemedelsleverans, molekylär avbildning, konstruerade vacciner och industriella användningsområden.

De beskriver ett unikt modellsystem som möjliggör kontrollerad montering av multifunktionella nanopartiklar som potentiellt kan levereras till levande personer.

Undersökningen, ledd av Dr Frank Sainsbury från Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology vid University of Queensland, gav en detaljerad analys av byggstenarna i TNE, en preliminär verifiering av monteringsmekanismen och bestämning av de molekylära egenskaperna i vattenfasen.

Eftersom en TNE -yta är avstämbar i ett stegvis steg, det erbjuder stor flexibilitet för att kontrollera gränssnittsegenskaperna hos olja-i-vatten-emulsionen som innehåller oljedroppar i nanostorlek.

Nanoemulsionen fungerar som mjuk nanobärare och ger dig en hög ytarea att använda för leverans av ett läkemedel eller en annan produkt, "sa medförfattaren Dr Stephen Holt (vänster), som samarbetade kring forskningen med Dr Stefania Piantavigna (nedan till höger) vid Australian Center for Neutron Scattering.

Piantavigna, som är postdoktor vid Monash University, University of Queensland och ANSTO, har specifik expertis om karaktärisering och optimering av nano-emulsioner för cellmålsändamål.

Röntgenreflektometri vid Australian Center for Neutron Scattering var en teknik som användes för att bestämma tjockleken på de konstruerade molekylerna ett luft-vätskegränssnitt (som speglar gränssnittet mellan olja och vatten).

En typisk nanoemulsion innehåller olja, vatten och ett emulgeringsmedel, en molekyl som har en hydrofob (opolär) ände och en hydrofil ände.

Metoden är baserad på gränssnittsblandning av biosurfaktantprotein och närbesläktad biosurfaktantpeptid.

Nano-emulsionerna i denna studie stabiliserades med ett designprotein som förankrar ytaktivt ämne, DAMP4 och funktionaliserad med polymeren polyetylenglykol (PEG).

PEG används för att förbättra farmakokinetiken.

DAMP4 består av fyra amfifila ytaktiva peptider (AM1), som används för att stabilisera olja-vatten-emulsioner i nanoskala.

"Vi försökte förstå hur molekyler presenteras vid gränssnittet mellan olja och vatten och bestämma det bästa sättet att ladda upp saker, sa Holt.

Funktion är kopplad till struktur i självmonterande makromolekyler.

"Det är möjligt att fästa andra byggstenar genom att konjugera dem direkt till PEG eller DAMP4, sa Holt.

PEG-skiktet var avgörande för att minska icke-specifika interaktioner vid ytan.

Gränssnittsinteraktionerna i tre system med olika molekylvikter, DAMP4, 5kDa- PEG-DAMP4 och 10kDa-PEG-DAMP 4 jämfördes.

10kDa-PEG-DAMP 4-modellen visade sig bäst i att begränsa interaktionen till den önskade molekylen.

Den längre PEG håller den ospecifika interaktionen borta från ytan, sa Holt.

"Även om du hade en annan applikation i åtanke, såsom adsorption av en oönskad kemikalie, du kan länka det direkt till det här gränssnittet. "