Создание наночастиц в искусственных клетках

Ученые из Института коллоидов и интерфейсов им. Макса Планка разработали два новых метода создания наночастиц сульфида кадмия (CdS) в искусственных клетках — мембранных пузырьках (везикулах). Эти частицы могут использоваться как "маячки" для подсветки белков в клетках, а в перспективе — как источники света для дисплеев или в оптических информационных технологиях.

Два протокола синтеза

Исследователи использовали везикулы размером с живые клетки (~50 мкм) из лецитиновых мембран в качестве замкнутых реакционных контейнеров.

Метод 1: Слияние везикул

• Везикулы загружали разными реагентами: натрия сульфидом (Na₂S) или хлоридом кадмия (CdCl₂).
• Пузырьки с разным содержимым сливали в более крупные с помощью короткого мощного электрического импульса.
• Реагенты вступали в реакцию с образованием нерастворимого сульфида кадмия, который выпадал в осадок в виде наночастиц.
• Результат: частицы размером 4 нм. Ограниченный объем везикулы не давал им расти дальше.

Метод 2: Диффузия через каналы

• Везикулы, загруженные одним реагентом, оставались прикрепленными к подложке через мембранные каналы.
• Внешний раствор заменяли на второй компонент реакции, который медленно диффундировал через каналы в везикулу.
• Результат: частицы размером 50 нм.

Наблюдение и значение

Весь процесс можно было наблюдать под микроскопом, так как наночастицы светились, а мембраны везикул были помечены разными флуоресцентными маркерами.

Работа показывает, что клетки могут синтезировать наноструктуры (например, частицы мела) не только с помощью специальных пептидов, но и просто благодаря тому, что сами являются микроскопическими реакционными сосудами с ограниченным объемом.

Источник: Peng Yang, Reinhard Lipowsky, and Rumiana Dimova, Nanoparticle Formation in Giant Vesicles: Synthesis in Biomimetic Compartments, Small, опубликовано онлайн 8 июня 2009 г., DOI: 10.1002/smll.200900560