نانوفناوری ممکن است روزی نقشِ انتقال دارو را بازی کند٬ این در حالی است که پژوهشگران باید راجع به نیروهای مکانیکی بین نانو ذرات و شامههای بیولوژیکی بیشتر بدانند. در مطالعات پیشین نشان داده شده است که چگونه یک تک نانو ذره میتواند غشای ریز کیسه (ویزکول) را از شکل طبیعی خود خارج کند. بر اساس شبیهسازیهای کامپیوتری جدید٬ دو گروه در مجله Physical Review Letters گزارش دادند که با حضور نانوذرات چندتایی به طور غیر منتظره ساختارهای استوانهایی مانندی تشکیل میشود. مطالعه این ساختارها به پژوهشگران کمک میکند تا راهی جدید برای در محفظه قراردادن نانو ذرات پیدا کنند. همچنین به آنها در فهم اینکه چگونه یک ویروس به داخل سلول نفوذ میکند و آنرا آلوده میسازد کمک میکند.

تصویر چپ: A. H. Bahrami et al., Phys. Rev. Lett. (2012)٬ تصویر راست: Courtesy A. Saric/Columbia University
این امکان وجود دارد تا یک نانو ذره چسبنده شیمیایی خودش را به طور کامل و یا جزئی در غشای ویزکول بزرگتر و یا غشای سلول جا دهد. این باعث میشود تا راهی برای داخل شدن به سلول و یامحل ثابتی در بافت پیدا کند. این نوع جاسازی موجب خمش در غشا میشود٬ که این خمش با صرف انرژی همراه است.
امیر بهرامی و همکارانش در موسسه Max Planck Institute of Colloids and Interfaces در Potsdam آلمان، قصد داشتند تا پی ببرند که حضور نانوذرات چندتایی چه تاثیری بر چگونگی توازن بین چسبندگی و خمش دارد. این نانو ذرات چندتایی میتوانند با یکدیگر درون غشا از طریق نیروی کشسانی برهمکنش کنند. آنها فرض میکنند دو تا از سه نانو ذرات به سطح بیرونی غشا کروی کشسان میچسبند، و سپس اشکال ویزکول و مکانهای نانو ذرات که انرژی کل را کمینه میکنند بهدست میآورند. سناریوهای متعددی در ارتباط با مکانی که ذرات در داخل لوله کوچکی از ویزکول٬ حالتهای مقید دیمر و تریمر تشکیل میدهند به وجود میآید. از آنجایی که این ساختارها به نسبت سطح به حجم ویزکولها بستگی دارند، نویسندگان مقاله پیشنهاد میدهند که فشار اسمزی، به عنوان عامل تاثیرگذار بر این نسبت، برای فرایند معکوسِ در محفظه قرار دادن ذرات٬ استفاده شود.
Andela Saric و Angelo Cacciuto در دانشگاه کلمبیا در نیویورک، مستقل از گروه قبلی٬ نانو ذراتی را در نظر گرفتن که این بار داخل ویزکول قرار دارند. آنها نشان دادند که تجمع خودبهخودی نانو ذرات در ریسمانهایی موجب تشکیل ساختارهای استوانه مانندی میشود که از غشا بیرون میآیند. این را میتوان با “buds” که ویروسها بر روی غشای سلول تشکیل میدهند مقایسه کرد. تشکیل چنین ساختارهای استوانهایی که به انرژی چسبندگی کمتری نیاز دارد میتواند به طور بالقوه در شناخت عفونتهای ویروسی موثر باشد.
منبع
http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.109.188101
مرجعها
1. Phys. Rev. Lett. 109, 188101 (2012)
2. Phys. Rev. Lett. 109, 188102 (2012)



