Профессор химии Томас Байн и его коллеги из Университета им. Людвига и Максимилиана
(Мюнхен, Германия) разработали систему закупоривания для нанокапсул с
активными веществами, которая состоит исключительно из биологических
материалов. Заключённые в капсулу активные вещества высвобождаются «по
команде»: например, в результате добавления человеческих
пищеварительных ферментов, которые разлагают оболочку капсулы.
Рисунок из статьи авторов
Нанопористые капсулы из двуокиси кремния отлично
подходят для капсулирования медикаментов, присадок к моющим средствам и
других активных веществ. В мельчайших каналах с поперечником в
несколько нанометров такие вещества хранятся весьма стабильно. Целью же
является высвободить их лишь в нужном месте или при определённых
условиях – например, при добавлении определённых химических веществ или
при изменении температуры. Для этого капсулы должны быть сначала плотно
закрыты. Однако применявшиеся ранее для этой цели материалы либо
нестабильны в биологической среде, либо ядовиты – как сульфид кадмия,
являющийся солью тяжёлого металла. Поэтому они не годятся, когда дело
касается медицинских активных веществ или моющих средств.
Многообещающее решение этой проблемы нашли профессор
Томас Байн и его коллеги. Они использовали для закупоривания капсул
комбинацию из биотина, или витамина B7, и авидина, натурального
вещества, связывающего молекулы биотина. Оба вещества безвредны для
человека и в то же время обеспечивают надёжное закупоривание
нанокапсул. Высвобождение заключённых в них активных веществ может
происходить, например, в результате добавления в среду трипсина, смеси
человеческих пищеварительных ферментов. Трипсин расщепляет авидин и
открывает таким образом капсулы, в результате чего заключённое в них
вещество высвобождается.