los científicos de OIST diseñaron un nuevo método para crear cristales usando una combinación de flujo de corte y temperatura controlada.
Uno de los objetivos de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST es fomentar la colaboración entre diferentes disciplinas. Recientemente, los científicos de OIST combinaron técnicas de física de materia blanda y biología estructural para crear y visualizar cristales hechos de tensioactivos,agentes activos que se agregan en una multitud de productos como detergentes, cosméticos y pinturas. Los cristales, la disposición ordenada de átomos en 3D, son buscados tanto en biología como en física, pero a menudo son muy difíciles de producir. Este estudio interdisciplinario, publicado enLos informes científicos pueden allanar el camino para un descubrimiento y entrega de medicamentos más rápidos, y tiene varias aplicaciones en la industria farmacéutica, de ciencias de los materiales y de biotecnología.
En este estudio, los científicos utilizaron una combinación de dos tensioactivos biocompatibles, un tensioactivo biocompatible sin carga llamado Tween80, a menudo utilizado en formulaciones farmacéuticas y cosméticos, y otro que se encuentra en el aceite de coco, conocido como monolaurina.-halación con el agua: a una parte de la molécula de tensioactivo le gusta el agua y otra parte la repele. Esa es la razón por la cual los tensioactivos disueltos en el agua tienden a formar micelas, que son agregados de forma esférica con los grupos químicos amigables con el agua ubicados en el exteriorLa transición de las micelas esféricas a los cristales es un proceso bastante complejo y pasa por una serie de cambios de forma. Los científicos de OIST descubrieron que a la temperatura adecuada, las micelas esféricas confinadas en un espacio estrecho y rozadas por el flujo de corte, se organizan en diferentes formas.
"Después de solo 5 minutos, vimos que las muestras se volvieron turbias y lechosas. Les pedimos a nuestros colegas de la unidad de Biología Estructural Celular que las vieran y descubrimos que la solución lechosa contenía micelas parecidas a gusanos, micelas ramificadasy estructuras cristalinas ", describe el Dr. Joshua Cardiel, ex estudiante de doctorado con la Prof. Amy Shen, líder de la unidad Micro / Bio / Nanofluidics de OIST, y ahora investigador postdoctoral en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST en elNOS.
la unidad de Biología Celular Estructural de OIST, dirigida por el Prof. Ulf Skoglund, utilizó una forma de microscopía llamada microscopía electrónica criogénica cryo-EM, donde la muestra se congela y se estudia a temperaturas cercanas a menos 200 ° C. Cryo-EMlas fotos muestran que la apariencia turbia de la muestra se debe a la transición de las micelas esféricas a estructuras más ordenadas.Las micelas esféricas se organizan en micelas parecidas a gusanos, luego se convierten en micelas ramificadas y finalmente se transforman en estructuras cristalinas ordenadas.
"La cristalografía tradicional se basa en eliminar el agua de la muestra químicamente, llamada 'salado', generalmente asociada con pequeñas variaciones de temperatura para detectar condiciones óptimas de cristalización. Nuestro método aprovechó la adición de flujo de cizallamiento externo, combinado con la temperatura ambiente para inducircristalización controlada ", explica el profesor Shen.
"Todo cristalógrafo sabe que obtener un buen cristal es un proceso muy largo y desafiante. Esta técnica tiene el potencial de crear reproducibles cristales de solo 0.1 µm, que son 100 veces más pequeños que los actuales utilizados en los estudios cristalográficos de rayos X.", comenta el profesor Skoglund." Continuaremos trabajando junto con los físicos para explorar las posibilidades de este nuevo método ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa - OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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