Молекулярное взаимодействие между аминокислотой и молекулой-партнером привело к образованию кристаллического комплекса в твердом состоянии. Сотрудники SupraBioNanoLab в Миланском политехническом университете продемонстрировали, как сочетание супрамолекулярной химии и кристаллографии можно использовать для разработки гидрогелей с конкретными характеристиками.

Исследователи сосредоточились на аминокислоте Fmoc-pentafluoro-phenylalanine, которая эффективно превращается в гель в воде. Они изучили поведение этой молекулы в присутствии других веществ, включая витамин В3. Эксперимент показал, что взаимодействия между аминокислотой и молекулами-партнерами идентичны как при образовании кристаллического комплекса в твердом состоянии, так и при создании геля в водном растворителе.

«Ключ к исследованию — определить кристаллическую структуру комплекса с помощью рентгеновской дифракции. Так мы предсказали свойства и консистенцию полученного геля, — объясняет Валентина Дичиаранте из кафедры химии, материалов и химической инженерии Джулио Натта в Миланском политехническом университете. — Это также позволило нам модулировать высвобождение молекулы партнера из самого геля».

Изображения из двух различных анализов электронной микроскопии гидрогеля Fmoc-pentafluoro-phenylalanine (c-d) и с молекулой-партнером (e-f). Вставки: фотографии двух гидрогелей. Фото: Миланский политехнический университет

Молекулярные взаимодействия между твердофазными компонентами позволяют модулировать прочность и структуру геля, создавая идеальную матрицу для контролируемого высвобождения активных веществ с возможным терапевтическим или косметическим применением.