آگاهی بیشتر در مورد اثرات زیستی و سمیت نانومواد در تعامل با سلول‌ها، مکانیسم‌هایی را مورد توجه قرار می‌دهد که در عبور نانومواد از عرض غشای لیپیدی نقش دارند. علاوه بر اندوسیتوزهای وابسته به انرژی شناخته‌شده برای اجسام بزرگ و انتشار غیر فعال از طریق غشا توسط مولکول‌های موجود در محلول، مکانیسم‌های حمل و نقل دیگری نیز وجود دارند که بر مبنای قوانین فیزیک عمل می‌کنند.
بر اساس این فرضیه و به‌منظور بررسی تعامل بین نانولوله‌ها و غشاهای لیپیدی، یک پروژه تحقیقاتی موفق به سرپرستی دکتر Vladimir Baulin در دانشگاه روویرا آی ویرجیلی اسپانیا انجام شد. محققان این مطالعه در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، آنچه را که دولایه مدل یا “model bilayer” می‌نامند را مورد مطالعه قرار دادند. دولایه مدل فقط با یک نوع لیپید طراحی شده‌است. محاسبات این تیم نشان داد که نانولوله‌های فوق‌العاده کوچک (با طول ۱۰ نانومتر) می‌توانند عمود بر هسته دولایه لیپید قرار گیرند.
محققان مشاهده کردند که این نانولوله‌ها در غشا سلولی به دام می‌افتند که از نظر علمی قابل پذیرش است. اما هنگامی‌که آن‌ها غشای سلولی مدل خود را بسط دادند و نانولوله‌ها را به آن وارد کردند، بسیار متعجب شدند. در واقع آن‌ها مشاهده کردند که نانولوله‌ها پس از بسط و کشیدگی غشا، از دو طرف دولایه خارج می‌شوند. این بدان معنا است که کنترل انتقال نانومواد از عرض غشای سلولی با تنظیم کشش غشا امکان پذیر است.
در این هنگام، دکتر Baulin با همکاری دکتر Jean-Baptiste Fleury از دانشگاه سارلند آلمان تصمیم گرفتند که این پدیده انتقال به‌واسطه کشش را به‌طور تجربی مورد مطالعه قرار داده و این مکانیسم را تأیید کنند.
دکتر Fleury و تیمش، یک آزمایش میکروفلوئیدی با یک دولایه فسفولیپیدی به‌شدت کنترل‌شده، مدل تجربی غشاهای سلولی و اضافه کردن نانولوله‌های کربنی بسیار کوچک (با طول ۱۰ نانومتر) به محلول، طراحی کردند.
نانولوله‌ها یک تک لایه لیپیدی جذب‌شده دارند که پراکندگی پایدار آن‌ها را تضمین کرده و از انباشتگی آن‌ها جلوگیری می‌کند. این تیم با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ نوری فلورسنت و اندازه‌گیری‌های الکتروفیزیولوژیکی، عبور نانولوله‌های منفرد را از عرض دو لایه دنبال و مسیر حرکت آن‌ها را در سطح ملکولی کشف کرد.
همانطور که شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی کرده‌بودند، نانولوله‌ها پس از حل کردن پوشش لیپیپدی خود در غشای مصنوعی، وارد دولایه شدند. هنگامی‌که یک کشش ۴mN/m بر دولایه اعمال می‌شود، نانولوله‌ها به‌طور خود به خود در مدت زمان کوتاهی (چند میلی ثانیه) از عرض غشا خارج می‌شوند. این در حالی است که در کشش‌های پایین‌تر، نانولوله‌ها در داخل غشا به دام می‌افتند. کشف انتقال نانولوله‌ها از موانع حفاظت‌کننده سلول، به‌عنوان مثال دولایه لیپیدی، ممکن است نگرانی‌ها ایمنی نانومواد را در زمینه سلامت عمومی افزایش داده و مکانیسم‌های مکانیکی جدیدی را برای کنترل دارورسانی ارائه دهد.
☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله
