ดักจับสารพิษด้วย 'ตะกร้าโมเลกุล' งานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นสัญญากับตัวแทนประสาทจำลอง
นักวิจัยได้พัฒนาโมเลกุลของนักออกแบบที่สักวันหนึ่งจะสามารถค้นหาและดักจับสารทำลายประสาทที่อันตรายถึงชีวิตและสารพิษอื่นๆ ในสิ่งแวดล้อม – และอาจเป็นไปได้ในมนุษย์. นักวิทยาศาสตร์, นำโดยนักเคมีอินทรีย์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ, เรียกอนุภาคใหม่เหล่านี้ว่า "ตะกร้าโมเลกุล" เป็นชื่อที่มีความหมาย, โมเลกุลเหล่านี้มีรูปร่างเหมือนตะกร้า และการวิจัยในห้องแล็บแสดงให้เห็นว่าสามารถค้นหาตัวแทนประสาทจำลองได้, กลืนเข้าไปในโพรงและดักจับเพื่อการกำจัดอย่างปลอดภัย.
ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน เคมี – วารสารยุโรป, นักวิจัยได้ก้าวแรกในการสร้างรูปแบบที่มีศักยภาพสำหรับใช้ในทางการแพทย์.
“เป้าหมายของเราคือการพัฒนาอนุภาคนาโนที่สามารถดักจับสารพิษได้ไม่เพียงแต่ในสิ่งแวดล้อมเท่านั้น, แต่ยังมาจากร่างกายมนุษย์," กล่าวว่า Jovica Badjić, หัวหน้าโครงการและอาจารย์ของ เคมีและชีวเคมีที่รัฐโอไฮโอ.
การวิจัยมุ่งเน้นไปที่ สารสื่อประสาท, บางครั้งเรียกว่า แก๊สประสาท, ซึ่งเป็นสารเคมีอันตรายถึงตายที่ใช้ในสงคราม.
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วใน วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน, Badjićและเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างตะกร้าโมเลกุลที่มีกรดอะมิโนอยู่รอบๆ ขอบล้อ. กรดอะมิโนเหล่านี้ช่วยค้นหาตัวแทนประสาทจำลองในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวและนำเข้าสู่ตะกร้า.
จากนั้นนักวิจัยได้เริ่มทำปฏิกิริยาเคมีโดยการส่องแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะบนตะกร้า. แสงทำให้กรดอะมิโนหลั่งโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์, ที่ดักจับสารสื่อประสาทในตะกร้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ. คอมเพล็กซ์โมเลกุลใหม่, ไม่ละลายในน้ำ, ตกตะกอน (หรือแยกออก) จากของเหลวกลายเป็นของแข็ง.
“จากนั้น เราสามารถกรองตะกร้าโมเลกุลที่มีสารสื่อประสาทออกได้ง่ายมาก และปล่อยทิ้งไว้ด้วยน้ำบริสุทธิ์,Badjić กล่าวว่า.
นักวิจัยได้สร้างสรรค์ตะกร้าโมเลกุลที่หลากหลายซึ่งมีรูปร่างและขนาดต่างกัน, และหมู่กรดอะมิโนต่าง ๆ รอบ ๆ ขอบ.
“เราควรจะสามารถพัฒนาตะกร้าที่มุ่งเป้าไปที่สารพิษต่างๆ ได้หลากหลาย," เขาพูดว่า. “มันจะไม่ใช่กระสุนวิเศษ มันจะไม่ได้ผลกับทุกสิ่ง, แต่เราสามารถนำไปใช้กับเป้าหมายต่างๆ ได้”
ในขณะที่การวิจัยเบื้องต้นนี้แสดงให้เห็นถึงสัญญาของตะกร้าโมเลกุลในสิ่งแวดล้อม, นักวิทยาศาสตร์ต้องการดูว่าพวกเขาสามารถพัฒนาโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันซึ่งสามารถล้างสารสื่อประสาทหรือสารพิษอื่น ๆ ออกจากมนุษย์ได้หรือไม่?.
ในกรณีนี้, คุณไม่ต้องการให้ตะกร้าที่มีสารสื่อประสาทแยกออกจากเลือด, Badjić กล่าวว่า, เพราะคงไม่มีทางง่ายที่จะเอาออกจากร่างกาย.
ในกระดาษใหม่ของพวกเขา, Badjićและเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาตะกร้าโมเลกุลที่มีกรดอะมิโนชนิดหนึ่ง - กรดกลูตามิก - รอบขอบ. แต่ในที่นี้พวกเขาทดลองด้วยการขับโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาหลายตัวเมื่อเปิดตะกร้าโมเลกุลให้ถูกแสง.
ในกรณีนี้, พวกเขาพบว่าตะกร้าโมเลกุลสามารถดักจับตัวแทนประสาทจำลองเหมือนที่ทำในการวิจัยครั้งก่อน, แต่ไม่ตกตะกอนจากของเหลว. แทนที่, โมเลกุลที่รวมตัวกันเป็นมวล.
“เราพบว่าพวกมันรวมตัวกันเป็นอนุภาคนาโน ซึ่งเป็นทรงกลมเล็ก ๆ ที่ประกอบด้วยตะกร้าจำนวนมากที่มีสารสื่อประสาทติดอยู่ภายใน," เขาพูดว่า.
“แต่พวกเขาก็อยู่ในทางออก, ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถล้างออกจากร่างกายได้”
แน่นอน, ใช้แสงภายในร่างกายไม่ได้. Badjićกล่าวว่าแสงสามารถใช้เพื่อสร้างอนุภาคนาโนนอกร่างกายก่อนที่จะนำเข้าสู่ยาได้.
แต่ Badjić ตั้งข้อสังเกตว่างานวิจัยชิ้นนี้ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ทำในห้องปฏิบัติการและไม่พร้อมสำหรับการใช้งานในชีวิตจริง.
“ฉันตื่นเต้นกับแนวคิดนี้, แต่ก็ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำ," เขาพูดว่า.
แหล่งที่มา: news.osu.edu, โดย Jeff Grabmeier
ทิ้งคำตอบไว้
คุณต้อง เข้าสู่ระบบ หรือ ลงทะเบียน เพื่อเพิ่มความคิดเห็นใหม่ .