31 aug. 2009
1 minuut
Deeltjes in een oplossing klitten pas samen als je de hoeveelheid deeltjes in die oplossing verhoogt. Toch? Promovendus ir. Thomas Hermans en zijn collega’s van het Institute for Complex Molecular Systems (ICMS) van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben nu echter aangetoond dat ook verdunning kan leiden tot het clusteren van moleculaire deeltjes. Het is voor het eerst dat op moleculair niveau is waargenomen dat juist het verlagen van de hoeveelheid deeltjes in een oplossing leidt tot de vorming van ketens en netwerken. Dit is te lezen in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Nature Nanotechnology.
Biologische zelf-assemblageprocessen spelen een grote rol in de natuur en in het menselijk lichaam, maar zijn vaak nog niet begrepen. Deze nieuwe resultaten hebben invloed op het onderzoek naar deze processen en kunnen een antwoord zijn voor de onopgeloste vragen.
Thomas Hermans maakte een modelsysteem bestaande uit moleculaire gastheren en gasten. Doordat hij deze nieuwe deeltjes heel precies kan manipuleren, kon hij op controleerbare wijze de processen onderzoeken die leiden tot de vorming van ketens en netwerken. Zitten er bijvoorbeeld telkens twee aantrekkende stukjes op een deeltje, dan vormen deze deeltjes een soort parelketting. Zijn er meer stukjes per deeltje dan worden vertakte structuren of netwerken gevormd.
Hoe werkt het?
De deeltjes met een lapjeskatpatroon van aantrekkende en afstotende delen worden op een stapsgewijze manier gemaakt. Dendrimeren zijn relatief grote en bolvormige moleculen (de gastheren in dit geval), die elkaar in water normaal aantrekken en daardoor nauwelijks los in de oplossing voorkomen. Deze dendrimeren worden bedekt met een laagje beschermende moleculen. Hierdoor ontstaan deeltjes die elkaar juist afstoten en bij elkaar vandaan blijven. Bij verdunning neemt het totale aantal deeltjes af, maar belangrijker nog, een deel van de beschermlaag laat los. Hierdoor ontstaan gaten in de afstotende beschermlaag en komen de elkaar aantrekkende delen vrij. Dit wordt zó gedaan dat het aantal blootgelegde delen op het oppervlak kan worden gecontroleerd. Afhankelijk van het aantal blootgelegde delen worden bijvoorbeeld ketens of netwerken gevormd. Deze bevindingen geven een totaal nieuwe kijk op de fenomenen die de clustering van moleculaire deeltjes reguleren en kunnen leiden tot nieuwe methoden om deze processen te stimuleren of juist te voorkomen of terug te draaien.
Dit onderzoek werd uitgevoerd met steun van een projectsubsidie (BSIK 03033: Molecular Imaging of Ischemic Heart Disease) en NWO.
Anderen lazen ook
