نانولوله‌های کربنی پتانسیل بالایی در کاربردهای زیستی، تشخیص پزشکی و درمان دارند، ولی این مواد سمی می‌باشند. یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه برکلی دانشگاه کالیفرنیا، روشی برای ساخت CNTsهای سازگار با سلول‌های زنده ارائه داده‌اند. این گروه نانولوله‌های کربنی را با یک پلیمر سنتزی که از میوزین تقلید می‌کند، روکش‌دهی کردند تا در تماس با سلول‌های زنده مشکلی ایجاد نکنند. میوزین‌ها بر سطح سلول‌های زنده وجود دارند و به عنوان عامل روان کننده عمل می‌کنند. این پوشش‌های پلیمری را می‌توان طوری تنظیم کرد تا به نوع خاصی از سلول‌ها بچسبد.
سنتز نانولوله‌های کربنی با روکش با گلیکوپلیمری
نانولوله‌های کربنی پتانسیل بالایی در کاربردهای زیستی، تشخیص پزشکی و درمان دارند، ولی این مواد سمی می‌باشند. یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه برکلی دانشگاه کالیفرنیا، روشی برای ساخت CNTsهای سازگار با سلول‌های زنده ارائه داده‌اند. این گروه نانولوله‌های کربنی را با یک پلیمر سنتزی که از میوزین تقلید می‌کند، روکش‌دهی کردند تا در تماس با سلول‌های زنده مشکلی ایجاد نکنند. میوزین‌ها بر سطح سلول‌های زنده وجود دارند و به عنوان عامل روان کننده عمل می‌کنند. این پوشش‌های پلیمری را می‌توان طوری تنظیم کرد تا به نوع خاصی از سلول‌ها بچسبد.
Carolun Bertozzi از این تیم تحقیقاتی معتقد است: نانولوله‌های کربنی روکش شده با پلیمر تقلیدکننده میوزین تنها به منظور سالم ماندن سلول‌ها از خطر سمیت نانولوله‌های کربنی استفاده نمی‌شود، بلکه می‌توانند به گیرنده‌های کربوهیدرات بچسبند و به عنوان یک وسیله برای برهمکنشهای زیست‌تقلید با سطح سلول به کار می‌رود.
این محققان نشان دادند که نانولوله‌های کربنی را می‌توان با پلیمرهای سنتزی که در آنها مولکول‌های شکر معروف به glycan وارد شده، پوشش داد. این گلیکوپلیمرهای سنتزی را می‌توان به همان روشی که گلیکوپروتئین‌های طبیعی را عامل‌گذاری می‌کنند، عامل‌گذاری کرد، گلیکوپروتئین‌ها ساختار کلیدی میوزین‌ها هستند که در برهمکنشهای میان سلول‌ها نقش مؤثری ایفا می‌کنند.
Bertozil می‌گوید: glycanها بهترین شناساگر در تشخیص مولکولی، روی سطح سلول هستند. این گروه از مواد در فرآیندهای وسیعی از قبیل پیوندهای پاتوژنی، عبور و مرور مواد سلول‌ها، اندوسیتوز و مودولاسیون پیام سلولی شرکت دارند. این بدین معنی است که نانولوله‌های کربنی عامل‌دار در برهمکنشهای گیرنده‌های glycan شرکت می‌کنند و به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای زیستی سلولی با کمترین آلودگی، می‌باشند.
این محققان، این پوشش را طوری تغییر دادند که نانولوله‌های کربنی به سطح انواع خاصی از سلول‌ها به وسیله گیرنده‌های لیگاندی، متصل شوند. برای این کار یکی از این تقلیدکننده‌های میوزین را با یک پروتئین سلولی چسبناک HPA که در حلزون یافت می‌شود، ترکیب کردند.
این پروتئین نه تنها به سلول‌های خاص می‌چسبد، بلکه قادر است بین سلول و گلیکوپروتئین پل ارتباطی ایجاد کند. این محققان با قراردادن نانولوله‌های دارای پوشش اصلاح شده با HPA در کنار سلول‌هایCHO ، در یک محیط، آنها را تست کردند. مطالعات میکروسکوپ فلوئورسانت نشان داد که نانولوله‌های کربنی روکش شده و اصلاح شده با HPA قادرند با سلول‌های CHO برهمکنش داشته باشند، در حالی که CNTS پوشش داده شده با گلیکوپلیمرهای دیگر (گلیکوپلیمرهایی که فاقد HPA بودند) هیچ برهمکنشی با CHOها نداشتند.
آنها با ایجاد تغییری در روش خود تصمیم گرفتند که HPA را با سطح سلول‌های CHO ترکیب کنند در صورتی که قبلاً آنها را با CNTs ترکیب کرده بودند. نتیجه تست برچسب‌زنی فلورسانس نشان داد که این روش جدید نتیجه‌ای شبیه به حالتی داشت که نانولوله‌های کربنی منحصراً با سلول‌های CHO برهمکنش داشتند. این اولین گزارش منتشر شده‌ای است که نشان می‌دهد، می‌توان برهمکنشهای CNT با سلول‌ها را به طور کنترل شده هدایت کرد.
Bertozzi می‌گوید: آنها هر دو روش را به طور موازی دنبال کردند، زیرا می‌توانستند از این طریق از دو راه مختلف آزمایشات را تحت کنترل خود درآورند، که مؤید این واقعیت است که می‌توان با استفاده از برهمکنش HPA کربوهیدرات، برهمکنش نانولوله‌های کربنی و سلول‌ها را به طور هدایت شده و هدفمند تحت کنترل درآورند.
پوشش‌های گلیکوپلیمر ( C1s-a-MM، که در واقع یک شکر – N- استیل گلاکتوزآمین با یک دنباله چربی C15 است) به طور چسبیده به نانولوله‌های کربنی باقی می‌ماند و تا چند ماه سلول‌ها را از گزند سمیت نانولوله‌های کربنی محفوظ دارد. انتخاب لیگاندها و شکرهای مختلف برای گلیکوپلیمر، این امکان را به ما می‌دهد تا با برنامه‌دهی به CNTS، آنها به سلول هدف مشخص اتصال یابند.
Zettl یکی دیگر از این محققان معتقد است با انتخاب میوزین‌های مختلف برای تقلید می‌توان از نانولوله‌ها در جاهای مختلف استفاده کرد، برای مثال در اتصال آنها به سلول‌های سرطانی یا ورود ارگانل‌های خاصی به درون سلول‌ها، به نظر می‌رسد که این روش گام بزرگی برای باز شدن راهی جهت استفاده از نانولوله‌های کربنی در زیست‌شناسی، می‌باشد.
نتایج این کار در Journal of americam chemical soctety به چاپ رسیده است.
