Polyethyleenglycolcoatings kun je voorzien van functionele groepen zonder dat je ze eerst chemisch hoeft te modificeren, schrijven Daniela Wilson en collega’s van de Radboud Universiteit in Nature Chemistry.
In de biomedische hoek wordt een coating van polyethyleenglycol (PEG) vaak gebruikt, bijvoorbeeld als bacteriewerende laag op implantaten of als camouflagelaag voor geneesmiddelen. PEG geldt immers als chemisch inert en normaal gesproken blijft er niets op plakken.
Het idee van Daniela Wilson, hoogleraar systems chemistry aan de Radboud Universiteit, is nu om functionele groepen te voorzien van een soort ankers, die tussen de PEG-ketens in gaan zitten om daar te worden vastgehouden door vanderwaalskrachten. In een begeleidend commentaar bij hun publicatie, leggen zij en eerste auteur Shaohua Zhang uit dat ze zo eigenlijk het non-covalente mechanisme imiteren dat celmembranen gebruiken om oppervlakte-eiwitten aan zich te binden.
Assemblages van aromaten
PEG is hydrofiel en de coating zuigt zich normaal gesproken vol watermoleculen, die via waterstofbruggen blijven hangen. Intuïtief zou je niet verwachten dat een ander molecuul daar makkelijk tussen komt, zeker niet als het zelf hydrofoob is. Maar computersimulaties lieten zien dat velletjes grafeen, dankzij entropie-effecten, wel degelijk de plek van dat water moeten kunnen innemen.
Wilson en Zhang besloten het uit te proberen met assemblages van aromaatringen die chemisch zijn te beschouwen als ‘grafeenfragmentjes’. De tekening toont een pyrenylgroep die het bovengemiddeld goed doet. Daaraan hingen ze een osmiumcomplex als voorbeeld van een functionele groep, met een kort stukje PEG als chemische ankerketting. De voor het experiment benodigde coating zat als een uitwaaierende ‛corona’ rond polystyreenbolletjes. En daar bleken de aromatische ankers geheel volgens plan in te worden gezogen.
Het maakt wel behoorlijk uit hoe het ‘grafeenfragment’ eruitziet. De functionele groepen laten zich echter makkelijk verdringen door exemplaren met een beter passend anker. De onderzoekers hebben ook al laten zien dat je de groepen helemaal kunt verwijderen door een ander polymeer toe te voegen waaraan de ankers beter hechten, en dat je ze daarna weer terug kunt jagen naar de PEG-coating door dat andere polymeer te neutraliseren met anorganische zouten.
Nature Chemistry community blog van Daniela Wilson en Shaohua Zhang
Nog geen opmerkingen