“捕蝇草”生物传感器用于捕捉污染物

时间:2019-12-29 17:07 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

“捕蝇草”生物传感器用于捕捉污染物

都柏林圣三一学院的科学家们通过对颜料进行化学重组,创造出了一套新的生物传感器,就像微小的捕蝇草一样。这种传感器能够探测和捕获特定的分子,比如污染物,并将很快在环境、医疗和安全领域应用。

卟啉,一种独特的有色颜料也被称为生命颜料。本;提供这一突破性创新的关键。

卟啉这个词来源于希腊单词porphura,意思是紫色,第一章详细描述了卟啉的药物化学历史可以追溯到希罗多德时代(大约公元前484年到公元前425年)。从那以后,这个故事一直在发展,是马蒂亚斯o圣吉(Mathias O. Senge)教授在三一学院(Trinity)工作的核心。

“这些传感器就像捕蝇草。如果你弯曲这些分子使其变形,它们就像捕蝇草的张开的叶子,如果你往里面看,就会发现有短而硬的毛发起着触发作用。当任何东西与这些毛发相互作用时,叶子的两个叶瓣就会闭合。”本;Karolis Norvaiš

在生物体中,卟啉在新陈代谢中扮演着重要的角色,最突出的例子是血红素(负责运输氧气的红细胞色素)和叶绿素(负责收集光线和推动光合作用的绿色植物色素)。

在自然界中,这些活性分子的核心含有多种金属,这就产生了一系列独特的性质。

三一学院的研究人员在有机化学主席马蒂亚斯o圣吉(Mathias O. Senge)教授的指导下,选择了一种颠覆性的方法来探索不含金属的卟啉。他们的工作创造了一系列全新的分子受体。

通过迫使卟啉分子由内而外变成马鞍的形状,他们能够利用以前无法到达的系统核心。然后,通过在活性中心附近引入官能团,他们能够捕获小分子如医药或农业污染物,如焦磷酸盐和硫酸盐-然后把它们放在类似容器的腔内。

“捕蝇草”生物传感器用于捕捉污染物

卟啉是一种颜色强烈的化合物,所以当目标分子被捕获时,就会导致颜色的急剧变化。这突出了卟啉作为生物传感器的价值,因为它们成功捕获目标的时间是很清楚的。

Karolis Norvaiš,一个爱尔兰就三一博士研究员和研究的第一作者,说:

“这些传感器就像捕蝇草。如果你弯曲这些分子使其变形,它们就像捕蝇草的张开的叶子,如果你往里面看,就会发现有短而硬的毛发起着触发作用。当任何东西与这些毛发相互作用时,叶子的两个叶瓣就会闭合。”

“然后,卟啉的外围基团选择性地将合适的目标分子固定在其核心内,形成一个功能性和选择性结合的囊袋,这与捕蝇草的手指状突起将不幸的目标昆虫固定在囊袋内是完全一样的。”

这一发现最近发表在领先的国际期刊《国际化学期刊》(Angewandte Chemie international Edition)的印刷版上,并成为热门论文。它也被选为杂志的封面插图。

这项工作强调了一项名为INITIO的全欧盟范围内的H2020 FET-OPEN项目的开始,该项目旨在检测和清除污染物。这项工作是由爱尔兰科学基金会提供的初始资金和慕尼黑工业大学圣吉教授获得的奥古斯特-威廉·舍尔客座教授奖促成的。

圣吉教授说:

“理解卟啉核心的相互作用是人工卟啉类酶催化剂的一个重要里程碑。我们将缓慢但肯定地达到这一目标,即我们能够实现和利用卟啉-基质界面的全部潜力,以消除污染物,监测环境状态,处理安全威胁,并提供医疗诊断。”

参考:“;构象再保险# 8208;工程与n -切换的卟啉受体;H⋅ ⋅ ⋅ x # 8208;类型绑定Modes”由Karolis Norvaiš, Keith博士j·弗拉纳根,Dá愤怒长臂猿和强生的# 8197;教授博士。Mathias O. Senge, 2019年8月14日,Angewandte Chemie国际版。

DOI: 10.1002 / anie.201907929

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