Cientistas do MIPT e da ITMO University e seus colegas estudaram a formação e o crescimento de cristais a partir de moléculas orgânicas simples em grandes associações. Esses experimentos ajudarão a criar cápsulas para a administração de drogas direcionadas a tecidos específicos do corpo humano. O artigo científico foi publicado na revista. Crescimento e Design de Cristais .

O cianurato de melamina consiste em cristais de melamina incolores e ácido cianúrico, cujas moléculas se associam de maneira semelhante à formação do DNA. Os estudos associados a ele podem ser úteis no desenvolvimento de técnicas para a introdução de drogas em cristais com estrutura semelhante. Isso permitirá que os cientistas realizem experimentos sobre a entrega de drogas direcionadas, uma tecnologia que no futuro permitirá que os medicamentos cheguem diretamente aos alvos, ou seja, tecidos de órgãos específicos, em vez de ser distribuído por todo o corpo.

Contudo, ainda existem muitas questões sobre o mecanismo de organização molecular em diferentes estágios de crescimento do cristal.

"Nosso trabalho conjunto trata de um efeito interessante:ao variar as proporções dos componentes iniciais, é possível regular o processo de formação e o aparecimento do cristal de cianurato de melamina, "diz Aleksandra Timralieva, co-autor do estudo e curador de programas educacionais do Centro Científico de Infochemistry da ITMO University, “Vimos a formação de um complexo supramolecular de cianurato de melamina. Sua formação depende diretamente da concentração local dos componentes. Descobriu-se que é o controle de proporções que nos permite controlar o crescimento de cristais e introduzir outras substâncias em eles."

Os principais cálculos foram feitos por cientistas do MIPT.

“Uma das principais atividades do nosso laboratório no MIPT é a simulação de dinâmica molecular, uma abordagem que nos permite descrever e prever numericamente o comportamento de cada átomo individual em alguns, geralmente muito pequeno, volume da matéria. Do ponto de vista computacional, tais métodos são extremamente intensivos em recursos e requerem máquinas de alto desempenho que podem usar simultaneamente centenas e às vezes milhares de processadores individuais para resolver um único problema, "explica Nikita Orekhov, Chefe Adjunto do Laboratório de Métodos de Supercomputação em Física da Matéria Condensada do MIPT. "Nesse trabalho, armado com um desses supercomputadores, tentamos descobrir quais tipos de interações intermoleculares são responsáveis ​​pela formação do núcleo primário de cianurato de melamina em solução aquosa, o grupo de moléculas em nanoescala a partir do qual o cristal crescerá mais tarde. Em nossos estudos futuros, esses dados serão úteis para uma compreensão mais detalhada dos processos que ocorrem durante a formação de conchas de cianurato de melamina ou complexos supramoleculares intimamente relacionados em torno das moléculas bioorgânicas de interesse. "

A parte experimental decorreu nos laboratórios do Infochemistry Scientific Center da ITMO University. Os pesquisadores estudaram como uma mudança na concentração de um dos dois componentes afeta a formação de cianurato de melamina.

"Pretendemos realizar testes de modelo com muitas moléculas orgânicas, por exemplo, com antibióticos como a tetraciclina, "explica Alexandra Timralieva." Várias estruturas supramoleculares, especialmente cianurato de melamina, são muito semelhantes em sua formação à forma como o DNA é formado. Se pudermos entender o controle da formação dessas estruturas, então podemos nos mover para o reino da química da origem da vida. Os primeiros passos já foram dados. "