ساخت غشاء با استفاده از نانوقطره‌های صابونی شکل

یک گروه تحقیقات هلندی با استفاده از خودآرایی مولکول‌های آمفی‌فیلیک، از نانوقطره‌ها برای ساخت غشاء استفاده کرد.

تولید غشاء یکی از حوزه‌های مهم در زیست‌شناسی بوده و کاربردهای متعددی نیز در حوزه‌های مختلف دارد. غشاء زمانی شکل می‌گیرد که مولکول‌های شبیه به صابون در آب به هم متصل می‌شوند. محققان دانشگاه صنعتی آیندهوون موفق شدند تصویر واضحی از این فرآیند ارائه دهند.

در این پروژه آنها از یک نانو قطره برای شکل‌گیری غشاء در آب استفاده کردند که برای این کار غلظت ‌بالایی از مولکول‌های صابونی شکل در محیط وجود داشت. اگر بتوان این نانوقطره‌ها را کنترل کرد، می‌توان شکل، ضخامت و ابعاد غشاء را نیز تنظیم کرد. این موضوع اهمیت بالایی در توسعه نانوداروهای جدید دارد.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Liquid–liquid phase separation during amphiphilic self-assembly در نشریه Nature Chemistry به چاپ رسیده است.

غشاء‌های زیستی از مولکول‌های آمفی‌فیلیک تشکیل شده‌اند. این مولکول‌ها دارای یک سر آب‌دوست بوده و یک سرآن نیز آبگریز است. زمانی که این ساختار در آب قرار می‌گیرد بخش آب‌دوست به آب پیوند ایجاد کرده و سر آب‌گریز از آب فرار می‌کند و در نهایت یک ساختار ترجیحی را ایجاد می‌کند. این سازوکار برای تولید غشاء نیز استفاده می‌شود. اغلب از لیپوزوم‌ها که کروی هستند استفاده می‌شود.

تاکنون، تشکیل مایسل اولین مرحله برای تولید غشاء بوده است. مایسل یک ساختار کروی با ابعاد تقریباً 100 نانومتر از مولکول‌های آمفی‌فیلیک است. محققان دانشگاه آیندهوون از راهبرد دیگری برای این کار استفاده کردند. آنها نانوقطره‌ها را در آب با غلظت بالای مولکول‌های آمفی‌فیلیک ایجاد کردند. در محل تماس قطره‌ها، مولکول‌های آمفی‌فیلیک، دست در دست هم داده و تشکیل کره‌هایی را می‌دهند که می‌توان آنها را به‌صورت صفحه یا استوانه تغییر داد و سپس غشاءهایی را با این ساختار ایجاد کرد. به این فرآیند خودآرایی گفته می‌شود که در آن قطره‌ها به لیپوزوم تبدیل می‌شود.

این گروه ابتدا با شبیه‌سازی و مدل‌سازی این فرآیند را پیش‌بینی کرده و در ادامه در آزمایشگاه آن را ساختند و با میکروسکوپ الکترونی این ساختارها را تأیید کردند.