Все большее значение в современном материаловедении имеют вирусы, которые теперь рассматриваются не столько как
угроза здоровью человека, как полезные строительные блоки для создания новых композитных материалов.
На поверхности любого вируса имеются белки, позволяющие ему распознавать и взаимодействовать с клеткой-хозяином. Основным этапом заражения вирусом является интеграция вируса в эндосомальную мембрану клетки, происходящее под действием гидрофобных белков с поверхности вируса, активированных кислой средой внутри эндосомы. Этот природный механизм может быть использован для внедрения наночастиц с вирусно-модифицированной поверхностью в композиты, состоящие из мультислоя полиэлектролита с адсорбированной липидной мембраной.
Способ синтеза подобного материала был предложен группой ученых из института Биофизики и Вирусологии Лейпцигского Университета (Institute of Biophysics and Virology, Leipzig University) во главе с Мартином Фишлехьнером (Martin Fischlechner). Мультислой полиэлектролита, в качестве которого использовались полиаллиламин гидрохлорид и полистирол сульфонат, синтезировался послойным методом. На нем с помощью адсорбции мелких однослойных липидных везикул формировался липидный бислой. Полученный композит помещался в кислую среду, имитирующую среду внутри эндосомы млекопитающих, и инкубировался вирусом. Затем образец промывался нейтральным буфером и водой, чтобы удалить вирусы, не интегрировавшиеся в мембрану. Степень внедрения вируса сильно зависит от рН среды.
Было доказано, что внедрение вирусов происходит именно за счет взаимодействия белков с мембраной, а не в результате какого-либо неспецифичного обмена со средой. Такой механизм обуславливает высокую специфичность продукта, а также достаточно крепкую связь вирусов с мембраной, не позволяющую вирусу отрываться при последующем изменении среды на нейтральную.
Таким образом, были получены коллоидные частицы с контролируемыми биологическими свойствами. Несомненным преимуществом данного метода синтеза является возможность использования разнообразных вирусных систем, а также то, что слой полиэлектролита может иметь дополнительные функциональные свойства, не зависящие от биологической составляющей материала. Кроме того минимизируются неспецифичные взаимодействия с биологическими системами, что делает полученный материал потенциально полезным в биомедицинских приложениях, например в диагностических сенсорах вирусоспецифичных антител.