Nowe polimery wzmocnią skany z rezonansu magnetycznego (MRI)
Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI), które umożliwia oglądanie cienkich warstw tkanki, pozwoliło na nieinwazyjną diagnostykę wielu chorób na podstawie nieprawidłowości strukturalnych. Środki kontrastowe, takie jak paramagnetyczny gadolin(III), lub Gd(III), stosowane w celu zwiększenia różnic między różnymi rodzajami tkanek odegrały kluczową rolę w skutecznym stosowaniu MRI. Rozwój kompleksów supramolekularnych opartych na samoporządkujących się, chelatujących jednostkach molekularnych Gd(III) może łączyć zalety związków pochodnych zarówno o niskiej, jak i wysokiej masie cząsteczkowej. Podczas gdy samoporządkowanie liniowych cząsteczek w struktury sferyczne lub cylindryczne zostało gruntownie zbadane, poszerzenie tego zjawiska do samoporządkowania jednowymiarowych (1D), uporządkowanych szeregów, jak w przypadku pałeczkowatych superpolimerów, występuje rzadko. Tworzenie kompatybilnych z wodą, samoporządkujących się nanoobiektów obejmujące znakomitą kontrolę nad wielkością, kształtem i funkcjonalizacją właściwości ma kluczowe znaczenie dla rozwoju nowych nanomateriałów dla środków kontrastowych MRI. Europejscy naukowcy zainicjowali projekt "Samoporządkowanie spiralnych nanomateriałów funkcjonalnych" (Sahnmat) z myślą o rozwoju technik kontroli wzrostu jednowymiarowych wodnych polimerów supramolekularnych o potencjalnych zastosowaniach w elektronice, detekcji oraz medycynie regeneracyjnej. Naukowcy zwrócili się do natury i samoporządkujących się systemów biologicznych, takich jak fosfolipidowe dwuwarstwowe błony komórkowe, podyktowanych hydrofilowymi (stosunkowo naładowanymi lub wodolubnymi) oraz hydrofobowymi (niepolarnymi lub neutralnymi, wodonielubnymi) interakcjami między cząsteczkami. Samoporządkująca się jednostka molekularna została oparta na symetrycznym rdzeniu (C3 symetryczny benzen-1,3,5-trikarboksyamid), który kierował jednowymiarową samoorganizacją w spirale (jak rozciągnięte sprężyny) składające się ze stosów cząsteczek w kształcie dysków. Struktura ta została zmodyfikowana w celu stworzenia hydrofobowej kieszeni w rdzeniu. Zmiana równowagi niekowalencyjnych sił przyciągających się w hydrofobowym rdzeniu i elektrostatycznych sił odpychających się na hydrofilowej obręczy umożliwiła przejście z wydłużonych, pałeczkowatych zespołów do małych struktur dyskretnych. Dalsze eksperymenty spektroskopowe umożliwiły korelację mechanizmów wzrostu z morfologią wytworzonych struktur. Naukowcy biorący udział w projekcie Sahnmat przedstawili unikalną metodę kierunkowego samoporządkowania w wodzie polimerów supramolekularnych regulowanych przez interakcje między elektrycznie naładowanymi cząsteczkami. Polimery, obiecujące potencjalne elementy budulcowe środków kontrastowych MRI, mogą mieć istotny wpływ na przyszłość obrazowania molekularnego.
