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【包裝印刷產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】據(jù)外媒報(bào)道，近日，來自都柏林Trinity學(xué)院的科學(xué)家們通過化學(xué)方法重新設(shè)計(jì)色素，制造出一套生物傳感器，使之像微型金星捕蠅器一樣工作。這種傳感器能夠探測和捕獲特定的分子，如污染物，該傳感器未來將有可能應(yīng)用于環(huán)境、醫(yī)療和安全等領(lǐng)域。
都柏林Trinity的科學(xué)家通過對色素進(jìn)行化學(xué)改造來像微型金星捕蠅器一樣，創(chuàng)造了一套生物傳感器。
據(jù)悉，這種傳感器依賴于卟啉(源于希臘語porphura，意思是紫色)。卟啉是一類獨(dú)特的有色色素，也被稱為“生命色素”，它是這項(xiàng)突破性創(chuàng)新傳感器研究的關(guān)鍵。卟啉在生物體的新陳代謝中起著重要作用，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，這些活性分子的核心含有多種金屬，這就產(chǎn)生了一系列獨(dú)特的性質(zhì)。
Trinity學(xué)院的研究人員在有機(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研究卟啉的無金屬版本，他們的工作創(chuàng)造了一系列全新的分子受體。
首先，通過迫使卟啉分子由內(nèi)而外變成馬鞍狀，他們能夠利用該系統(tǒng)以前無法訪問的核心。然后，通過在活性中心附近引入官能團(tuán)，它們能夠捕獲小分子，例如藥物或農(nóng)業(yè)污染物中的焦磷酸鹽和硫酸鹽，然后將小分子保留在受體樣腔中。
卟啉是強(qiáng)色化合物，因此當(dāng)捕獲目標(biāo)分子時(shí)，會導(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)閷τ谶策螘r(shí)成功捕獲了目標(biāo)在視覺變化上將會一清二楚。
愛爾蘭研究委員會資助的Trinity學(xué)院博士研究人員、該研究的作者Karolis Norvaiša說：“這些傳感器就像金星捕蠅器。如果你將這些分子彎曲變形，它們就像金星捕蠅器張開的葉子，如果向內(nèi)看，會有短而硬的毛發(fā)起到觸發(fā)作用，當(dāng)任何東西與這些毛發(fā)相互作用時(shí)，葉子的兩個(gè)裂片就會閉合。然后，卟啉的外圍基團(tuán)選擇性地將合適的目標(biāo)分子固定在其核心內(nèi)的適當(dāng)位置，從而形成一個(gè)功能性和選擇性的結(jié)合囊，就像金星捕蠅器的手指狀突起將不幸的目標(biāo)昆蟲保留在內(nèi)部一樣。”
這項(xiàng)工作表明了歐盟范圍內(nèi)一個(gè)名為INITIO的H2020 FET-OPEN項(xiàng)目的開始，該項(xiàng)目旨在檢測和去除污染物。這項(xiàng)工作是由愛爾蘭科學(xué)基金會的初步資助和慕尼黑工業(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)充道：“了解卟啉核的相互作用是人工卟啉類酶催化劑的一個(gè)重要里程碑。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，為清除污染物、監(jiān)測環(huán)境狀況、處理安全威脅和提供醫(yī)療診斷。”
原標(biāo)題：科學(xué)家設(shè)計(jì)生物傳感器來誘捕污染物
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