Ikke kun en logerende:Ny vært-gæst-samling giver forbedret reaktivitet

Ved design har syntetiske molekyler typisk specifikke job til at forhindre eller accelerere reaktioner mellem andre molekyler. For at hjælpe med at kontrollere mere komplicerede reaktioner kan forskere udnytte ledig plads i et molekyle til at syntetisere en anden kemisk struktur. Vært-gæstesamlingen kan bedre fremkalde den specifikke ønskede reaktion end hver komponent individuelt – hvis forskerne, der designer samlingen, får det rigtigt.

Et multi-institution-team baseret i Kina har rapporteret om en ny klynge - gæsten - der nukleerede inde i en polyoxometalat (POM) nanoreaktor - værten. Den resulterende vært-gæst-samling har forbedret peroxidase-lignende aktivitet, hvilket betyder, at den kan hjælpe med at accelerere reaktioner, der involverer nedbrydning af H₂ O₂ .

Disse reaktioner er kritiske i biologiske processer, såsom beskyttelse af genetisk materiale mod oxidationsskader, og har implikationer for avancerede bioteknologiske processer, ifølge forskerne.

De udgav deres arbejde i Polyoxometalates .

"Fordelene ved rumbegrænset syntese er ikke begrænset til tilpasning af form, størrelse og sammensætning, men af ​​præcis krystalorientering og rumlig placering af ønskede produkter," sagde den tilsvarende forfatter Peng Yang, professor ved College of Chemistry and Chemical Engineering , Advanced Engineering Research Center under Undervisningsministeriet, Hunan University.

"Fra nanoteknologi til krystalteknik er et væld af kemiske kræfter blevet brugt til at styre den begrænsede vækst af gæstekomponenter i værtsbeholderne, såsom kulstofnanorør eller metalorganiske rammer/bure."

POM er en molekylær ramme, der består af flere metalioner og delte oxygenatomer med et hulrum i midten. I dette hulrum syntetiserede forskere en ny multikomponent-klynge ved hjælp af positivt ladede ioner af jern og cerium samt fosfat. Klyngen kimede, hvilket betyder, at den dannede en klynge med et klart centrum i POM's hulrum.

"Vi fandt ud af, at nye strukturer af polyoxometalater kan opnås ved at begrænse syntonerne inden for specifikke nanorum, og den begrænsede syntetiske metode udmærker sig ved at tillade os at drage fordel af disse nanorum," sagde Yang og forklarede, at syntoner ikke er et reagens, men kan signalere start af et reagens, der er nødvendigt for at syntetisere et målmolekyle. "Inde i hulrummet af dette polyoxometalat har vi med succes kerneformet denne nye klynge for første gang."

Forskerne analyserede klyngens struktur og sammensætning, samt undersøgte dens potentielle funktioner. Ifølge Yang gav foreløbige undersøgelser af POM-klyngen lovende resultater, der vidner om dens evne til at detektere ascorbinsyre - en antioxidant, der hjælper med at beskytte celler mod frit ilt, der kan forårsage skade - med høj følsomhed og specificitet.

"Dette arbejde åbner op for flere muligheder i udviklingen af ​​POM-baserede molekylære samlinger fra tilpasset syntese via strukturelt design til applikationsudvidelse," sagde Yang.

Flere oplysninger: Hong-Xin Sheng et al., Fra begrænset vækst til øget peroxidase-lignende aktivitet:Kernedannelse af en phosphat-medieret Fe III-Ce III-oxo-klynge inde i {P 8W 48} nanoreaktoren, Polyoxometalates (2024). DOI:10.26599/POM.2024.9140060

Leveret af Tsinghua University Press