固体状態のNMRと最初の原理の計算を組み合わせて,シリカで封じ込められたリポソームにおけるインターフェースの調査

科学分野:

• ナノメディシンは,ナノ医療です.
• マテリアルサイエンス 材料科学
• 物理化学 物理化学

背景:

• リポソームとシリカのハイブリッド材料であるリポシルは,カプセル化とシリカの組み合わせによる特性により,薬物投与に有望である.
• 有機-無機のインターフェイスを理解することは,ナノ医療におけるリポシルの性能を最適化するために重要です.

研究 の 目的:

• マルチテクニックのアプローチを用いて,脂質液における有機/無機界面を正確に特徴づける.
• リポシル界面における相互作用機構と局所動態を解明する.

主な方法:

• ダブル・クロス・ポラライゼーション (CP) MAS NMR実験を含む,固体核磁気共振 (NMR) スペクトロスコピー.
• DFT,分子動力学,幾何学最適化のためのVASP (ウィーン・アブ・イニシオ・シミュレーション・パッケージ) を使用した第一原理計算.
• NMRパラメータ計算のためのGIPAW (Gauge Included Projected Augmented Wave) です.NMRパラメータ計算のためのGIPAW (ゲージ インクルード プロジェクテッド アグメンテッド ウェーブ) です.

主要な成果:

• シリカ表面上のディパルミトイルフォスファティディルコリン (DPPC) ヘッドグループのエネルギー的に有利な構成を特定しました.
• リン酸分子はシラノールと直接相互作用しないことが示され,安定化は界面水層を通じて起こる.
• DPPCの局所動態を解釈するために (31) P化学シフトアニソトロピー (CSA) を分析した.

結論:

• リポシル界面は,水素結合の水層によって安定化され,直接的なリン酸塩-シラノール相互作用によって安定化されません.
• 組み合わせたVASP/固体NMR/GIPAWアプローチは,有機-無機ハイブリッドインターフェースの正確なモデルを提供します.
• この方法論は,ナノ医療やその他のアプリケーションのためのさまざまなハイブリッド材料に拡張可能です.