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- 科學家設計了“維納斯捕蠅器”生物傳感器來捕集污染物
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/22
Trinity的科學家通過對色素進行化學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)療和安全應用。
卟啉是一種獨特的深色顏料，也被稱為“生命色素”，它是這項突破性創(chuàng)新的關鍵。
卟啉一詞源自希臘語porphura，意思是紫色，第一章詳細介紹了卟啉的醫(yī)學化學歷史，可追溯到希羅多德（Herodotus）時代（約公元484年至425年）。
此故事自那時以來一直在發(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（負責運輸氧氣的紅細胞色素）和葉綠素（負責收集光并促進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)生了一組獨特的特性。
Trinity的研究人員在有機化學主席Mathias O. Senge教授的指導下，選擇了一種破壞性方法來研究無金屬版本的卟啉。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)以前無法訪問的核心。
然后，通過在活性中心附近引入官能團，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。
卟啉是顏色強烈的化合物，因此當捕獲目標分子時，這會導致顏色急劇變化。這很清楚了卟啉作為生物傳感器的價值，因為很清楚何時成功捕獲了靶標。
KarolisNorvai?a，愛爾蘭研究委員會資助的博士學位。該研究的第一作者，三位一體研究人員說：“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闊葉子，如果向內(nèi)看，它會變硬。毛發(fā)起觸發(fā)器作用。當任何事物與這些毛發(fā)相互作用時，葉子的兩個裂片就會閉合�！�
然后，卟啉的外圍基團選擇性地將合適的靶分子固定在其核心內(nèi)的適當位置，從而形成功能性和選擇性的結合袋，就像金星捕蠅器的手指狀突起將不幸的靶標昆蟲保留在內(nèi)部一樣。
該發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在Angewandte Chemie國際版上。
這項工作突出了整個歐洲范圍內(nèi)名為INITIO的H2020 FET-OPEN項目的開始，該項目旨在檢測和去除污染物。這項工作是由愛爾蘭科學基金會的初期資助以及慕尼黑工業(yè)大學Senge教授獲得的August-Wilhelm Scheer客座教授獎來實現(xiàn)的。
Senge教授補充說：“了解卟啉核心之間的相互作用是基于人工卟啉的類酶催化劑的重要里程碑。我們將緩慢而可靠地走到可以實現(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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