Bij het bouwen met moleculen is het van belang te weten hoe ze onderling aan elkaar plakken. De technieken die dit meten hebben echter vaak zelf invloed op het proces. Met de nieuwe techniek kan voor het eerst worden gemeten hoe snel kleine moleculen loskomen uit een groter moleculair geheel opgelost in water.

Deuterium in plaats van kleurstof

De onderzoekers gebruiken de techniek om de beweging van zelf-assemblerende, supramoleculaire polymeren te meten. In deze moleculen zitten de monomeren niet aan elkaar vast, maar plakken ze licht aan elkaar. Dit geeft de monomeren de ruimte om het polymeer te verlaten en er weer terug in te gaan. Temperatuur en pH heeft invloed op de bewegelijkheid, maar is nu nog moeilijk te meten. De beweging van moleculen wordt meestal gemeten door een kleurstof te koppelen aan het molecuul. De kleurstof is echter groot in verhouding tot het molecuul, waardoor het de beweging beïnvloedt.

Promovendi Lafleur en Lou hebben aangetoond dat de techniek die gebruikt wordt voor het bestuderen van het vouwen van eiwitten, ‘hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS)’, ook gebruikt kan worden voor het bestuderen van supramoleculaire polymeren. De onderzoekers lossen de polymeren eerst op in zwaar water en zorgen er zo voor dat de monomeren die loskomen gedeutereerd worden. Het extra gewicht beïnvloed de beweging niet, maar is wel meetbaar wanneer het monomeer weer in het polymeer zit. De snelheid waarmee de massa toeneemt is daarmee een maat voor de snelheid waarmee de monomeren uit het polymeer bewegen.

Met deze techniek hopen de onderzoekers makkelijker toepassingen te ontwikkelen zoals capsules die medicijnen vervoeren in het lichaam of medische hydrogels die lokaal medicijnen afgeven.