“捕蝇草”生物传感器工程圈套污染物

捕蝇草

来自都柏林圣三一学院的科学家们通过对色素进行化学改造,创造了一套新的生物传感器,使其发挥类似于微小的捕蝇草的作用。这些传感器能够检测和捕捉特定的分子,如污染物,并将很快在环境、医疗和安全方面有一系列重要的应用。

卟啉,一种独特的着色强烈的色素——也被称为“生命色素”——为这一突破性的创新提供了关键。

“卟啉”一词来源于希腊语“porphura”,意思是紫色。第一章详细介绍了卟啉的医学化学历史,可以追溯到希罗多德时代(约公元前484 - 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)教授在三一学院工作的核心。

“这些传感器就像金星捕蝇草。如果你把分子弯曲变形,它们就像捕蝇草张开的叶子,如果你往里面看,那里有短而硬的毛发充当触发器。当任何交互与这些毛发,树叶的两个叶扣关“。— Karolis Norvaiša

在生物体内,卟啉在新陈代谢中起着重要的作用,最突出的例子是血红素(血红素是负责运输氧气的红细胞色素)和叶绿素(叶绿素是负责收集光和驱动光合作用的绿色植物色素)。

在自然界中,这些分子的活性版本包含在其核心,其产生的一组独特的性质的各种金属。

在有机化学主席Mathias O. Senge教授的指导下,三一学院的研究人员选择了一种破坏性的方法来探索卟啉的无金属版本。yabovip2021他们的工作创造了一系列全新的分子受体。

通过迫使卟啉分子向外翻转,变成马鞍的形状,他们能够利用以前无法接近的系统核心。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——如制药或农业污染物,例如焦磷酸盐和硫酸盐——然后将它们固定在类似受体的腔内。

Angewandte Chemie Venus捕蝇器封面

这项研究的特点是在应用化学国际版热门论文。并且也被选为该杂志的封面插图。

卟啉是一种颜色强烈的化合物,所以当目标分子被捕获时,颜色就会剧烈变化。这突出了卟啉作为生物传感器的价值,因为当它们成功捕获目标时,就会一目了然。

KarolisNorvaiša,爱尔兰研究理事会资助的博士研究员在三一,该研究的第一作者,说:

“这些传感器就像金星捕蝇草。如果你把分子弯曲变形,它们就像捕蝇草张开的叶子,如果你往里面看,那里有短而硬的毛发充当触发器。当任何交互与这些毛发,树叶的两个叶扣关“。

“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部,创造出一个功能性和选择性的捆绑口袋,就像维纳斯捕蝇草的手指状突出物将不幸的目标昆虫留在里面一样。”

这一发现最近发表在国际领先杂志的印刷版Angewandte Chemie国际版,并作为一个热点报纸的特色。它还被选为该杂志的封面插图。

这项工作强调了一个名为INITIO的全欧盟H2020 FET-OPEN项目的开始,该项目旨在检测和清除污染物。这项工作之所以成为可能,是因为爱尔兰科学基金会提供了初始资金,慕尼黑工业大学的圣吉教授获得了August-Wilhelm Scheer客座教授奖。

圣吉教授说:

“获得了卟啉核心的互动性的认识是一个重要的里程碑人工卟啉基于酶样催化剂。我们将缓慢而稳步地切入正题,我们可以实现和利用的卟啉基接口的全部潜力,去除污染物,监测环境,过程安全威胁的状态,并提供医疗诊断“。

推荐人:Karolis Norvaiša, Dr. Keith J. Flanagan, Dáire Gibbons and Prof. Dr. yansxMathias O. Senge, 2019年8月14日,Angewandte Chemie国际版。
DOI:10.1002 / anie.201907929

第一个发表评论“捕蝇草”生物传感器捕捉污染物

留下你的评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。