Улавяне на токсични съединения с „молекулярни кошници“ Нови изследвания показват обещание със симулирани нервнопаралитични агенти

Изследователите са разработили дизайнерски молекули, които един ден може да са в състояние да търсят и улавят смъртоносни нервнопаралитични агенти и други токсични съединения в околната среда – и вероятно в хората. Учените, водени от органични химици от Държавния университет на Охайо, наречете тези нови частици „молекулярни кошници“. Както подсказва името, тези молекули са оформени като кошници и изследванията в лабораторията показват, че могат да намерят симулирани нервни агенти, погълнете ги в кухините им и ги хванете в капан за безопасно отстраняване.

В ново проучване, публикувано в Химия – Европейски журнал, изследователите направиха първата стъпка в създаването на версии, които биха могли да имат потенциал за използване в медицината.

„Нашата цел е да разработим наночастици, които могат да улавят токсични съединения не само в околната среда, но и от човешкото тяло," казах Йовица Баджич, ръководител на проекта и професор по химия и биохимия в щата Охайо.

Изследването се фокусира върху нервни агенти, понякога наричан нервнопаралитичен газ, които са смъртоносни химически отрови, използвани във война.

В проучване, публикувано миналата година в Вестник на Американското химическо дружество, Баджич и колегите му създадоха молекулярни кошници с аминокиселини около ръбовете. Тези аминокиселини помогнаха да се намерят симулирани нервнопаралитични агенти в течна среда и да се насочат към кошницата.

След това изследователите започнаха химическа реакция, като осветиха кошниците със светлина с определена дължина на вълната. Светлината накара аминокиселините да изхвърлят молекула въглероден диоксид, които ефективно улавят нервните агенти в кошниците. Новият молекулен комплекс, вече не се разтваря във вода, утаява се (или се разделя) от течността и се превръща в твърдо вещество.

„След това можем много лесно да филтрираме молекулярните кошници, съдържащи нервнопаралитичния агент, и да останем с пречистена вода,каза Баджич.

Оттогава изследователите са създали различни молекулярни кошници с различни форми и размери, и различни аминокиселинни групи около ръба.

„Трябва да можем да разработим кошници, които ще бъдат насочени към различни токсини," той каза. „Това няма да е магически куршум – няма да работи с всичко, но можем да го приложим към различни цели.

Докато това ранно изследване показа обещанието за молекулярни кошници в околната среда, учените искаха да видят дали могат да разработят подобни структури, които да изчистят нервните агенти или други токсини от хората.

В такъв случай, не бихте искали кошниците с нервнопаралитични агенти да се отделят от кръвта, каза Баджич, защото няма да има лесен начин да ги премахнете от тялото.

В новия им вестник, Баджич и колегите му разработиха молекулярна кошница с определен тип аминокиселина – глутаминова киселина – около нейния ръб. Но тук те експериментираха с изхвърлянето на множество молекули въглероден диоксид, когато изложиха молекулярните кошници на светлина.

В такъв случай, те откриха, че молекулярните кошници могат да уловят симулираните нервни агенти, както направиха в предишното изследване, но те не се утаяват от течността. Вместо, молекулите се събраха в маси.

„Открихме, че те се агрегират в наночастици – малки сфери, състоящи се от маса кошници с нервни агенти, уловени вътре," той каза.

„Но те останаха в разтвора, което означава, че те могат да бъдат изчистени от тялото.

Разбира се, не можете да използвате светлина вътре в тялото. Баджич каза, че светлината може да се използва за създаване на наночастици извън тялото, преди да бъдат вложени в лекарства.

Но Баджич отбеляза, че това изследване все още е фундаментална наука, направена в лаборатория и не е готова за използване в реалния живот.

„Вълнувам се от концепцията, но все още има много работа за вършене," той каза.

Източник: news.osu.edu, от Джеф Грабмайер