Analiza właściwości fizykochemicznych śluzu

Nasiona wielu roślin, po umieszczeniu ich w wodzie, produkują naturalną, lepką, przeźroczystą substancję hydrożelową - śluz. Możemy go obserwować na co dzień podczas przygotowywania nasion takich jak siemię lniane, bazylia, chia lub babka. Śluz jest bardzo miękkim materiałem o dużym znaczeniu ze względu na swoje funkcje biologiczne oraz obiecujące zastosowania w projektowaniu nowych materiałów funkcjonalnych. Jest aktualne wykorzystywany w różnych branżach, takich jak spożywcza, farmaceutyczna i kosmetyczna. Jego atrakcyjność wynika z jego nietoksycznej i biodegradowalnej natury. Jest również bezwonny, bezbarwny i bezsmakowy. Jedną z jego kluczowych właściwości dla zastosowań przemysłowych jest lepkosprężystość i plastyczność dzięki wyraźnym właściwościom strukturalnym jego składników i interakcjom między nimi.
Celem projektu jest stworzenie pełnoatomowego modelu śluzu roślinnego tworzonego przez nasiona oraz sprawdzenie jego zachowania w różnych warunkach fizykochemicznych, m.in. w różnych temperaturach, pH, w różnych środowiskach jonowych. Jako że różne rośliny produkują składnikowo różne śluzy, do modelowania wybrano najbardziej uniwersalny trójskładnikowy śluz zbudowany z celulozy, pektyn i hemicelulozy. Metodą dynamiki molekularnej zbadane zostaną niekowalencyjne oddziaływania międzycząsteczkowe w tym układzie oraz opisany zostanie proces agregacji składników śluzu. W szczególności zbadany zostanie: (a) wpływ temperatury na sieciowanie składników w śluzie, (b) właściwości lepkosprężyste metodami mikroreologicznymi (śledzenie średniokwadratowego przemieszczenia cząsteczek wody w układzie), (c) właściwości adhezyjne, (d) wpływ dodatków jonowych (np. Ca2+) na agregację składników śluzu.
Projekt jest kontynuacją projektu „Dynamika molekularna układów biologicznych”. Najważniejszą różnicą jest podmiot badań, którym w w/w projekcie były składniki cieczy synowialnej (badano oddziaływania białko-białko, białko-lipid). W obecnym nowym projekcie zbadane zostaną oddziaływania między trzema typami polisacharydów.