科學(xué)家設(shè)計(jì)維納斯捕蠅器生物傳感器誘捕污染物

Trinity的科學(xué)家通過(guò)對(duì)色素進(jìn)行化學(xué)改造以像微型金星捕蠅器一樣，創(chuàng)造了一套新的生物傳感器。

這些傳感器能夠檢測(cè)和捕獲諸如污染物之類(lèi)的特定分子，并且很快將具有許多重要的環(huán)境，醫(yī)療和安全應(yīng)用。

卟啉是一種獨(dú)特的深色顏料，也被稱(chēng)為“生命色素”，它是這項(xiàng)突破性創(chuàng)新的關(guān)鍵。

卟啉一詞源自希臘語(yǔ)porphura，意思是紫色，第一章詳細(xì)介紹了卟啉的醫(yī)學(xué)化學(xué)歷史，可追溯到希羅多德(Herodotus)時(shí)代(約公元484年至425年)。

此故事自那時(shí)以來(lái)一直在發(fā)展，并且是Mathias O. Senge教授在三一學(xué)院工作的核心。

在活生物體中，卟啉在代謝中起著重要作用，最突出的例子是血紅素(負(fù)責(zé)運(yùn)輸氧氣的紅細(xì)胞色素)和葉綠素(負(fù)責(zé)收集光并促進(jìn)光合作用的綠色植物色素)。

在自然界中，這些分子的活性形式在其核心中包含多種金屬，這產(chǎn)生了一組獨(dú)特的特性。

Trinity的研究人員在有機(jī)化學(xué)主席Mathias O. Senge教授的指導(dǎo)下，選擇了一種破壞性方法來(lái)研究無(wú)金屬版本的卟啉。他們的工作創(chuàng)造了全新的分子受體范圍。

通過(guò)迫使卟啉分子從里到外變成馬鞍形，他們能夠利用該系統(tǒng)以前無(wú)法訪問(wèn)的核心。

然后，通過(guò)在活性中心附近引入官能團(tuán)，它們能夠捕獲小分子(例如，制藥或農(nóng)業(yè)污染物，例如焦磷酸鹽和硫酸鹽)，然后將其保留在受體樣腔中。

卟啉是顏色密集的化合物，因此當(dāng)捕獲目標(biāo)分子時(shí)，會(huì)導(dǎo)致顏色急劇變化。這表明了卟啉作為生物傳感器的價(jià)值，因?yàn)楹芮宄螘r(shí)成功捕獲了靶標(biāo)。

KarolisNorvaiša，愛(ài)爾蘭研究委員會(huì)資助的博士學(xué)位。該研究的第一作者，三位一體研究人員說(shuō)：“這些傳感器就像維納斯捕蠅器。如果將分子彎曲變形，它們就像維納斯捕蠅器的開(kāi)闊葉子，如果向內(nèi)看，它會(huì)變硬。毛發(fā)起觸發(fā)器作用。當(dāng)任何事物與這些毛發(fā)相互作用時(shí)，葉子的兩個(gè)裂片就會(huì)閉合。”

然后，卟啉的外圍基團(tuán)選擇性地將合適的靶分子固定在其核心內(nèi)的適當(dāng)位置，從而形成功能性和選擇性的結(jié)合袋，就像金星捕蠅器的手指狀突起將不幸的靶標(biāo)昆蟲(chóng)保留在內(nèi)部一樣。

該發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在Angewandte Chemie國(guó)際版上。

這項(xiàng)工作突出了整個(gè)歐洲范圍的名為INITIO的H2020 FET-OPEN項(xiàng)目的開(kāi)始，該項(xiàng)目旨在檢測(cè)和去除污染物。這項(xiàng)工作是由愛(ài)爾蘭科學(xué)基金會(huì)提供的初始資金以及慕尼黑工業(yè)大學(xué)Senge教授獲得的August-Wilhelm Scheer客座教授獎(jiǎng)而實(shí)現(xiàn)的。

Senge教授補(bǔ)充說(shuō)：“了解卟啉核心之間的相互作用是基于人工卟啉的酶樣催化劑的重要里程碑。我們將緩慢而可靠地走到可以實(shí)現(xiàn)并利用卟啉-底物界面的全部潛力的地步。清除污染物，監(jiān)視環(huán)境狀況，處理安全威脅并提供醫(yī)療診斷。”

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容