المفاعلات النانوية لشلالات التفاعل

تسمح الفقاعات الصغيرة بردود الفعل المتعددة الخطوات

قراءة بصوت عال

ابتكر الباحثون بثور صغيرة في المختبر محاطة بغشاء بلاستيكي به إنزيمات مدمجة. في هذه المفاعلات النانوية ، تحدث تفاعلات كيميائية مختلفة في وقت واحد - دون تدخل متبادل.

{} 1L

الخلايا الحية عبارة عن آلات تصنيع معقدة للغاية: تعمل العديد من التفاعلات متعددة المراحل جنبًا إلى جنب في نفس الوقت وبكفاءة وخصوصية عالية بشكل لا يصدق. من أجل أن تعمل ردود الفعل الأنزيمية في مجملها بشكل جيد ، تستخدم الطبيعة الأم عدة مفاهيم. واحدة من أهمها هو تقسيم إلى مقصورات. لا يتم فصل الإنزيمات مكانيًا فحسب ، بل يتم وضعها أيضًا في مواقع محددة داخل الخلية.

طور باحثون هولنديون بقيادة جان سي إم فان هيست وألان إي روان مقاربة لهذا المفهوم ، كما ورد في مجلة Angewandte Chemie: عن طريق التحكم في تحديد موقع إنزيمين مختلفين في الخزان المركزي للمياه أو في الغشاء البلاستيكي الاصطناعي الصغير فقاعات أنها شيدت النانوية. بالاقتران مع إنزيم ثالث في المحلول المحيط ، كان من الممكن إجراء ثلاثة تفاعلات إنزيم مختلفة في وقت واحد دون تدخل متبادل كـ "تفاعل أحادي القاعدة".

بوليميرات مصممة

لتقليد البيئة الخلوية ، صنع العلماء حويصلات نانوية محاطة بغشاء من البلاستيك الخاص. البلاستيك عبارة عن كوبوليمر كتلة ويتوافق في الدهون الدهنية الأساسية ، لبنات بناء الغشاء الطبيعي ، مع مجموعة رأس صديقة للماء وذيل طارد للماء. عن طريق القياس مع الجسيمات الشحمية المكونة من الدهون ، وتسمى هذه الفقاعات الورم البوليمري. عرض

بفضل الحرية غير المحدودة تقريبًا في إنتاج هذه الأغشية البلاستيكية ، من الممكن تصميم مجموعة من خصائص البوليمرات. قام الباحثون بصنع البوليميرات الخاصة بهم بحيث تكون نفاذية للجزيئات الصغيرة ، لكنهم يشكلون عائقًا أمام الجزيئات الكبيرة. وهكذا ، على سبيل المثال ، يمكن إدراج الإنزيمات في الأجزاء الداخلية من polyeromes ، أو ما يسمى بخزان المياه ، ويمكن أن تمر جزيئات الركيزة أو المنتج الأصغر دون عوائق.

nanoreactors قوية

لإثبات أداء "المفاعلات النانوية" الخاصة بهم ، قام الباحثون ببناء بيروكسيداز الإنزيم الفائق بقوة في الغشاء. في خزان المياه ، شملوا إنزيم أوكسيديز الجلوكوز. وأضافوا الإنزيم Lipase B إلى الحل المحيط. تمت إضافة جزيئات الجلوكوز المرتبطة بأربع مجموعات أسيتيل كركيزة. في الخطوة الأولى ، ينهار الليباز B مجموعات الأسيتيل. يمر الجلوكوز الناتج عبر الغشاء ، حيث يلتقي بأكسيداز الجلوكوز ويتأكسد به. هذا ينتج بيروكسيد الهيدروجين.

لقد انتظر بيروكسيداز الفرس المرتكز في الغشاء فقط هذا لأنه يحتاج إلى إضافة عينة الركيزة ABTS (2،2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) ، كما هو وارد في المحلول ، في المحلول الجذري الخاص به إدانة.

(idw - جمعية الكيميائيين الألمان ، 22.08.2007 - DLO)