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- 科學(xué)家設(shè)計(jì)了“維納斯捕蠅器”生物傳感器來(lái)捕集污染物
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/22
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)和捕獲特定的分子，例如污染物，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Trinity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，從而產(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（例如醫(yī)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。
卟啉是顏色強(qiáng)烈的化合物，因此當(dāng)捕獲目標(biāo)分子時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致顏色急劇變化。這很清楚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)。
KarolisNorvai?a，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)歐洲范圍內(nèi)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)的初期資助以及慕尼黑工業(yè)大學(xué)Senge教授獲得的August-Wilhelm Scheer客座教授獎(jiǎng)來(lái)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類(lèi)酶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)和利用卟啉-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�！�
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