Kemiske næser til at opdage og fjerne forurenende stoffer

Forskere i hele Europa går sammen om at udvikle næste generations "kemiske næser", der vil opdage og fjerne forurenende stoffer fra miljøet som en del af et samarbejdende Horizon2020 FET-OPEN-projekt på 2,9 millioner euro (INITIO), der vil samle forskere fra Trinity College Dublin og fem andre universiteter samt eksperter fra to SMV'er.

Håndtering af forurenende stoffer i miljøet bliver et stadigt større problem. En relativt ukendt årsag til dette er, at mange pesticider eller farmaceutiske lægemidler, der kommer ind i miljøet, er "kirale". hvilket betyder, at de findes i to former, der ikke kan overlejres (som venstre og højre hånd). Denne molekylære særhed gør det vanskeligt at identificere og fjerne mange af disse forurenende stoffer, og det påvirker også deres miljøpåvirkning – en venstre hånd kan gøre mere skade end en højre hånd og omvendt, og de kan nedbrydes anderledes. For eksempel, Ibuprofen indeholder begge former, men kun én er aktiv. Chirale forurenende stoffer findes i pesticider, herbicider, fungicider, freon erstatninger, farvestoffer, polycykliske aromatiske carbonhydrider, polychlorerede biphenyler, antibiotika og mange andre lægemidler. I de fleste tilfælde har vi ingen idé om deres miljøpåvirkning.

Det samarbejdende INITIO-konsortium vil løse dette store problem ved først at konstruere molekyler, der fungerer som receptorer - der genkender specifikke forurenende stoffer - og derefter integrere dem med smarte nanostrukturer for at skabe enheder, der kan implementeres direkte i marken for at detektere og ødelægge forurenende stoffer. Disse enheder vil i det væsentlige fungere som "kemiske næser" ved at opsnuse de forurenende stoffer. Når de er blevet opsnuset og identificeret, de kan fjernes og/eller destrueres.

Den irske gruppe, ledet af professor Mathias O. Senge, formand for organisk kemi hos Trinity, vil bygge de molekyler, der fungerer som sensorerne i de kemiske næser. De vil bruge kemiske metoder, der for nylig er udviklet på Trinity, hvor "porphyriner" (livets pigmenter, ansvarlig for den røde farve af blod og den grønne af planter) markerer tilstedeværelsen af ​​specifikke forurenende stoffer ved at ændre farve, når de kommer i kontakt med dem.

Professor Senge sagde:"Dette er en virkelig spændende pris for os, da FET-OPEN-programmet sigter mod at etablere europæisk lederskab i den tidlige udforskning af fremtidige teknologier. Det kombinerer vores førende ekspertise inden for porfyrinkemi med internationale samarbejdspartneres ekspertise for at tackle en fundamental reel -verdensproblem, som øges i sværhedsgrad hvert år.

Miljøspørgsmål som global opvarmning er på alles radar, men den stigende fare fra chirale farmaceutiske og agrokemiske forurenende stoffer overses ofte. Vi kan nu omsætte vores grundforskning om porfyriner fra de sidste 15 år til en felt-kapabel teknologi, som kan have indflydelse i hverdagen. Det er også et glimrende eksempel på, hvor afgørende national finansiering af grundvidenskab er. Vores grundforskning er blevet generøst finansieret af Science Foundation Ireland (SFI), siden vi flyttede til Irland i 2005, kun dette satte os i stand til transformative internationale samarbejdsprogrammer såsom INITIO rettet mod håndgribelige praktiske applikationer."