Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН проанализировали стабильность полимерных контейнеров с включенным в них белком. В результате исследователи подобрали оптимальные условия, при которых микрокапсулы оказываются стабильными в течение длительного времени. Работа ученых опубликована в журнале Polymers.

Микрокапсулы представляют собой своего рода контейнеры для различных соединений. Они имеют размер от 1 до 0,2 микрометра. Такие капсулы позволяют решить несколько важных проблем в фармацевтике. Например, они маскируют вкус горьких веществ, таких как кофеин и хлорамфеникол. Также с помощью них можно добиться пролонгированного высвобождения лекарства в желудочно-кишечном тракте.

Ранее российские исследователи сообщали о создании специальных полимерных микрокапсул. Для этого они наращивали слои полистиролсульфоната и полиаллиламина вокруг ядер карбоната кальция нужного размера. Затем карбонат удалялся и в растворе оставались полые структуры.

В новой работе ученые решили проверить, насколько стабильны такие капсулы при введении в их полость белка. Для исследования авторы использовали альбумин бычьей сыворотки, который вводили в микрокапсулы с помощью адсорбции. Такая капсула вбирает в себя молекулы белка и удерживает их длительное время. В более ранних работах ученые добавляли белок еще на этапе синтеза, так что при удалении карбонатного ядра на выходе получался уже готовый микроконтейнер с включенным в него целевым веществом. Теперь исследователи решили проверить, как отличается между собой стабильность таких структур.

«Весь механизм формирования белок-полиэлектролитных комплексов и полимер-полимерных комплексов основан на электростатике. Поэтому мы брали различные концентрации солей, чтобы посмотреть, будет ли выходить белок из капсул при различном значении ионной силы раствора и приведет ли это к разрыхлению ее оболочки», — рассказывает один из исследователей, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Сергей Тихоненко.

В результате авторы показали, что капсулы практически разрушались в течение длительного времени. Также ученые выяснили, как в капсулах, полученных разными путями, ведет себя белок. В первом исследовании ученые показали, что белок стабильно включен в капсулы и не выходит из них. В новой работе, когда белок включали с помощью метода абсорбции, степень потери белка сильно зависела от ионной силы раствора и pH.

Авторы проанализировали несколько значений pH и ионной силы и составили рекомендации по использованию синтезированных ими микрокапсул. Хранить такие соединения нужно в воде, так как при повышении ионной силы наблюдается выход большого количества белка. Механизм этого процесса предположительно связан с электростатической природой удержания белка в полиэлектролитном слое.