Ristinkytkentä

Ristinkytkentä on prosessi, jossa erilliset molekyylit sitoutuvat toisiinsa muodostaen kolmi- tai verkostomaisen rakenteen. Tämä muuttaa materiaalin ominaisuuksia, kuten lujuutta, kimmoisuutta, lämpö- ja kemiallista kestävyyttä sekä liukoisuutta. Ristikkytkentä voidaan toteuttaa kemiallisesti, fysikaalisesti tai näiden yhdistelmällä, ja siihen voidaan ottaa mukaan entsyymejä tai valoa sekä säteilyä.

Kemiallinen (kovalenttinen) ristikkytkentä muodostuu pysyvistä sidoksista kemiallisten reagenssien avulla, esimerkiksi glutaraldehidin, formaldehydin tai epoksi-reaktioiden kautta. Fysikaalinen ristikkytkentä perustuu vetysidoksiin, ionisiin vuorovaikutuksiin tai ei-kovalenttisiin sidoksiin, ja usein on palautuvaa. Valo- tai säteilyperusteinen ristikkytkentä käyttää UV- tai gamma-säteilyä sekä photoinitiatoreita, ja sitä hyödynnetään erityisesti hydrogeeleissä ja biomateriaaleissa. Entsymaattinen ristikkytkentä tapahtuu erilaisten entsyymien katalysoimana, esimerkiksi transglutaminaasilla.

Sovellukset ulottuvat teollisuudesta biomedikaalisiin sovelluksiin. Ristikkytkentä parantaa kumien ja polymeerien kestävyyttä ja lujuutta (esimerkiksi vulkanointi), sekä mahdollistaa geelien ja biomateriaalien käyttämisen kudosinsinöörissä ja lääkkeiden vapautumisessa. Biologiassa ristikkytkentää käytetään sitomaan proteiineja ja DNA:ta sekä kiinnittämään komplekseja tutkimusmenetelmissä kuten ChIP ja ristikkytkentämass-spektrometria. Kontrolli ristikkytkentäreaktioissa on tärkeää, sillä jotkut sidokset ovat pysyviä ja toiset palautuvia, ja reaktiot on suunniteltava turvallisesti sekä biokompatibiliteetin näkökulmasta.