Кубанский государственный технологический университет

Как проверить микрочастицу Януса? Ученые разработали новый метод

25-02-2012
Частицы, которые обладают двумя сторонами с различными химическими свойствами, помогут создать новые системы доставки лекарств, эффективные солнечные панели, промышленные катализаторы и видеодисплеи. Такие частицы были названы в честь двуликого римского бога Януса, и они позволяют производить материалы с уникальными свойствами.

Ученые уже смогли уменьшить размер частиц Януса до нескольких нанометров в диаметре – до размера отдельных белков. Это сулит большие возможности для лекарственной терапии, но с уменьшением размера частиц становится все труднее контролировать структуру их поверхности. Эта неопределенность затрудняет оценку эффективности частиц Януса и замедляет темпы их внедрения в полномасштабное промышленное производство.

Химики из Университета Вандербильта нашли способ преодолеть это препятствие, впервые разработав метод, который позволяет быстро составить точную карту химических свойств самых маленьких наночастиц Януса.

Частицы с двумя разными свойствами были названы в честь двуликого римского бога Януса

Тот факт, что Янус-частицы имеют две грани с различными химическими свойствами, делает их потенциально более ценными, чем химически однородные частицы. Например, одна грань может удерживать молекулы лекарств, а другая - специальные молекулы, способные связываться с определенными клетками-мишенями. Особенно эффективно это работает, когда полушария частиц разделены четкой границей.

Для работы с более крупными наночастицами (размером более 10 нм) исследователи могут использовать существующие инструменты, такие как сканирующий электронный микроскоп. Однако традиционные методы не подходят для наночастиц размером менее 10 нанометров, поэтому ученые воспользовались возможностями новейшего инструмента под названием спектрометр приращения ионной подвижности/масс-спектрометр (IM-MS), который может одновременно идентифицировать тысячи отдельных частиц.

Исследователи покрыли наночастицы золота размером от 2 до 4 нанометров двумя различными химическими соединениями. Затем они разбили их на кластеры из четырех атомов золота и пропустили эти фрагменты через IM-MS, при этом молекулы из двух покрытий оставались привязанными к кластерам. Анализируя полученные образцы, химики продемонстрировали возможность идентифицировать оригинальные наночастицы, где два состава были полностью отделены, от тех, в которых они были смешаны случайным способом. Таким образом появился надежный метод отбора «идеальных» Янус-частиц, который позволяет изготавливать уникальные материалы.

Читайте на CNews Почем бессмертие для народа Нужна ли сертификация ИТ-специалистов для СМБ? ИТ-услуги для малого бизнеса: цунами приближаетс