Новости химической науки > Наночастицы – теперь и в скорлупе

Исследователи из Австралии разработали новый метод синтеза наночастиц, заключенных в «скорлупу», при этом толщину скорлупы-оболочки и количество пор в ней можно регулировать. Новые частицы могут найти применение в качестве нанореакторов или для доставки лекарственных препаратов.

Исследователи получили наночастицы с оболочкой, содержащие самые различные подвижные ядра – внутри оболочки может находиться золото, оксид кремния или магнитны Fe₃O₄. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.201001252)

Новый тип наностистем состоит из оболочки, внутри которой находится центральное плотное ядро, такая структура отчасти напоминает строение яйца. Хотя интерес к структурам подобного рода проявляется сравнительно давно, существующие методы их получения сложны, характеризуются большим количеством стадий незначительным выходом целевой структуры.

Для упрощения получения наночастиц, состоящих из ядра и оболочки, в группе Макса Лу (Max Lu) из Университета Квинсленда в Австралии решили использовать темплатный метод синтеза. Исследователи смешали фторуглеродное поверхностно-активное вещество FC4 с выбранной частицей-ядром, в результате чего происходила самоорганизация везикулы. Затем к системе добавляли тетраэтоксисилан [tetraethoxysilane (TEOS)] и формировали внешнюю оболочку из мезопористого оксида кремния. Эта оболочка сжималась в результате гидролиза и конденсации тетраэтоксисилан, образуя подобие яичной скорлупы. Нагрев полученных частиц позволяет удалить как FC4, так и второе ПАВ – FC127, которое было необходимо для создания пор во внешней оболочке, после удаления обоих ПАВ образовывались целевые наночастицы.

С помощью нового метода исследователи разработали структуры, состоящие из оболочек - мезопористых сфер и стрежней, и центральных ядер - сфер из оксида кремния, частиц из золота и Fe₃O₄. Было обнаружено, что размер пор может быть изменен за счет изменения соотношения между FC4 и FC127. Толщина «скорлупы» может регулироваться за счет изменения количеств ПАВ и TEOS.

Наличие пор во внешней оболочке из оксида кремния придает полученным системам уникальные свойства. Один из членов исследовательской группы, Ши Жанг Яо (Shi Zhang Qiao) отмечает, что мезопористая оболочка весьма удобна для создания нанореакторов или доставки лекарственных препаратов, так существует возможность адсорбции ферментов на ядро наночастицы с последующим образованием «скорлупы» вокруг ядра. Поскольку свойства оболочки контролируемы, появляется возможность контроля транспорта или диффузии биологически активных молекул.'

Исследователи также протестировали характер высвобождения ибупрофена из одной из новых оболочечных частиц. Было продемонстрировано, что может происходить трехстадийное высвобождение препаратов, характер их высвобождения зависит от их расположения в наносистеме. Тем не менее, Лю подчеркивает, что речь идет лишь о предварительных результатах, и заявляет о стремлении продолжить систематические исследования возможности использования полученных систем в качестве средства для доставки лекарств in vitro и in vivo.

Однако Юнан Ся (Younan Xia) из Университета Вашингтона, специалист по наночастицам и доставке лекарств отмечает, что метод Лю является логическим продолжением прежних исследований в этой области. С ним соглашается Донгшенг Сю (Dongsheng Xu) из Университета Пекина, заявляющий, что, хотя использование ПАВ представляет собой новое решение, темплатные методы синтеза наночастиц-«матрешек» уже были разработаны ранее.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.201001252

метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химия поверхности