Группа ученых, в которую вошли специалисты из Университета ИТМО и МФТИ, изучили процессы образования и роста кристаллов из простых органических молекул в большие ассоциаты. Эти эксперименты помогут создать капсулы для таргетной доставки лекарств к конкретным тканям организма человека.

Цианурат меламина — это соединение меламина, бесцветных кристаллов, и циануровой кислоты, очень недорогих компонентов. Однако до сих пор остается много вопросов о механизме молекулярной организации на разных стадиях роста кристаллов.

«Наша работа об интересном эффекте: варьируя соотношения начальных компонентов, можно регулировать процесс формирования и внешний вид кристалла цианурата меламина, — рассказывает соавтор исследования и куратор образовательных программ НОЦ Инфохимии Университета ИТМО Александра Тимралиева. — Мы рассматривали процесс образования супермолекулярного комплекса цианурата меламина. Его образование напрямую зависит от локальной концентрации компонентов. Оказалось, что именно контроль пропорций позволяет нам управлять ростом кристаллов и внедрять в них другие вещества».

Основные расчеты ученые провели в МФТИ, экспериментальная часть проходила в лабораториях НОЦ Инфохимии Университета ИТМО. Исследователи изучали, как изменение концентрации одного из двух компонентов влияет на процесс образования цианурата меламина.

Кристаллы цианурата меламина в поляризационном свете. Исходное соотношение компонентов 1 (меламин) к 3 (циануровая кислота) / ©Из архива ученых Университета ИТМО

Работы с циануратом меламина могут быть полезными для доставки биомолекул и удобны для создания методик по внедрению лекарственных препаратов в аналогичные ему по строению кристаллы. Это позволит ученым эффективнее проводить опыты по таргетированной доставке лекарств — технологии, благодаря которой в будущем препараты смогут попадать прямо в «мишени», то есть конкретные ткани органов, а не распределяться по всему организму.

«Мы планируем провести модельные испытания со многими органическими молекулами, например, с антибиотиками по типу тетрациклина, — поясняет Александра Тимралиева. — Все супермолекулярные структуры, особенно цианурат меламина, очень похожи по своему формированию на то, как образуется ДНК. Если удастся разобраться с контролем образования этих структур, то сможем перейти в область химии зарождения жизни. Первые шаги уже сделаны».

Результаты работы опубликованы здесь.