在高靶向药物输送和环境清理方面,微小纳米载体有巨大潜力。为研究纳米载体,科学家需要附着荧光染料或重金属标记来观察其结构,而在此过程中纳米载体的结构和行为经常会被破坏。最近,美国华盛顿州立大学研究人员开发出一种新技术,利用一种软X射线,以更简单、非破坏性的方式观察纳米载体的内部结构、化学性质和环境行为,且完全不需要任何标记。
用于药物输送的有机纳米载体通常由碳基分子制成,碳基分子要么亲水,要么疏水。这些所谓的亲水和疏水分子结合在一起,在水中自组装,会将疏水部分隐藏在亲水外壳内。
此次,研究人员使用软共振X射线来分析纳米载体。软X射线是一种特殊的光,位于紫外线和硬X射线之间。硬X射线就是医生用来观察骨折的光。这些特殊的软X射线几乎可以被任何东西吸收,包括空气,所以这项新技术需要高真空环境。
研究团队采用软X射线来研究一种可打印的碳基电子产品材料,其可作为水基有机纳米载体穿透水膜。由于每个化学键可吸收不同波长或颜色的软X射线,因此,研究人员调整了X射线的颜色,通过它们独特的化学键来照明纳米载体的不同部分。这使得他们能够评估纳米载体的结构、大小和水分含量,以及纳米载体如何应对不断变化的环境。
他们还用软X射线技术研究了一种聚皂纳米载体,这种载体是为了捕获泄漏到海洋中的原油而开发的。聚皂可以从单个分子中创建纳米载体,最大限度地扩大其表面积以捕获碳氢化合物,例如在漏油中发现的碳氢化合物。研究人员发现,聚皂的开放式海绵状结构可以从高浓度到低浓度持续存在,这使其在现实应用中更加有效。