Исследователи МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с российскими и зарубежными научными центрами достигли значимого прорыва в области биоматериалов. Учёные обнаружили, что смешение особых полимеров, называемых дендримерами, с белками-ферментами приводит к формированию мультифункциональных наноплёнок. Эти материалы отличаются простотой получения, стабильностью и сохранением активности ферментов, что открывает для них широкие перспективы применения в медицинских изделиях и биосенсорах.
Дендримеры: уникальные возможности полимеров
Среди многочисленных известных науке полимерных соединений дендримеры занимают особое место. Эти макромолекулы имеют своеобразное разветвлённое строение: от центрального ядра отходит несколько цепей, каждая из которых делится на дополнительные ветви, формируя многослойную структуру. С каждым новым этапом синтеза разветвлённость, а вместе с ней и плотность молекулы растет, а физико-химические характеристики определяются концами этих "ветвей". Благодаря своей архитектуре дендримеры способны удерживать различные молекулы внутри пространственных полостей, что сделало их объектом пристального внимания научного мира.
Самоорганизация наноплёнок: шаг в инновации
Коллектив под руководством профессора Владимира Муронца из МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с Научно-исследовательским институтом физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ, Институтом элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН и другими партнёрами впервые показал, что простое объединение белков с дендримерами четвертой генерации ведёт к формированию устойчивых наноплёнок толщиной от 200 до 700 нанометров. При этом такие пленки свободно формируются не только на твёрдых поверхностях, но и на границе между двух несмешивающихся сред: например, между жидкостью и воздухом. Это открытие доказывает потенциал самоорганизации в создании новых материалов.
Сохранение ферментативной активности и устойчивости
В результате многочисленных экспериментов были внедрены различные белки-ферменты, включая такие важные для медицины соединения как лизоцим (разрушает мембраны бактерий) и различные протеиназы (расщепляющие белки), непосредственно в структуру плёнок на основе дендримеров. Испытания показали, что белки, встроенные в такие плёнки, сохраняют свою биохимическую активность на протяжении, по меньшей мере, двух недель. Наноматериалы проявили стойкость к агрессивным средам, в том числе к детергентам и колебаниям кислотности, а созданные пленки отлично сохраняются при длительном хранении. При этом процесс их получения крайне прост — его ключевое преимущество состоит в самосборке без необходимости использования сложных технологий.
Перспективы: от биосенсоров до медицинских перевязок
Оценив свойства новых биоматериалов, исследовательская команда пришла к выводу о серьёзном потенциале созданных плёнок для разработки высокочувствительных биосенсоров, а также новых медицинских изделий, способных оказывать биоактивное действие. В частности, подобные материалы могут лечь в основу перевязочных средств нового поколения. Их способность сохранять активность белков, быть устойчивыми к влиянию внешних факторов, а также лёгкость формирования открывают значительные перспективы для воплощения научных идей в практику.
Международное научное сотрудничество
Работа была выполнена в партнёрстве с представителями Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, французским Национальным институтом сельскохозяйственных исследований и другими. Объединение научных коллективов позволило достичь результатов, актуальных для медицины, биотехнологии и новых материаловедения, а также задать новый вектор для последующих совместных разработок. Оптимистичные итоги свидетельствуют о большом будущем дендримерных материалов и инновационных биосенсоров, разрабатываемых учёными России и Европы.
Мы используем файлы cookie для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая просмотр, вы соглашаетесь с их использованием. Подробнее в Политике конфиденциальности.
