Niet alleen maar een huurder: een nieuwe gastheer-gast-assemblage zorgt voor verbeterde reactiviteit

Door hun ontwerp hebben synthetische moleculen doorgaans specifieke taken om reacties tussen andere moleculen te voorkomen of te versnellen. Om meer gecompliceerde reacties onder controle te houden, kunnen onderzoekers de vrije ruimte in één molecuul benutten om een ​​andere chemische structuur te synthetiseren. De gastheer-gast-assemblage kan de specifiek gewenste reactie beter opwekken dan elk afzonderlijk onderdeel – als de wetenschappers die de assemblage ontwerpen het goed doen.

Een team van meerdere instellingen in China heeft melding gemaakt van een nieuwe cluster – de gast – die zijn oorsprong vond in een polyoxometalaat (POM) nanoreactor – de gastheer. De resulterende gastheer-gast-assemblage heeft een verbeterde peroxidase-achtige activiteit, wat betekent dat het reacties zou kunnen helpen versnellen die de ontbinding van H2 met zich meebrengen.₂O₂.

Deze reacties zijn van cruciaal belang in biologische processen, zoals het beschermen van genetisch materiaal tegen oxidatieschade, en hebben volgens de onderzoekers implicaties voor geavanceerde biotechnologische processen.

Zij publiceerden hun werk in Polyoxometalaten.

“De voordelen van in de ruimte beperkte synthese zijn niet beperkt tot het aanpassen van vorm, grootte en samenstelling, maar van nauwkeurige kristaloriëntatie en ruimtelijke positie van gewenste producten”, zegt corresponderende auteur Peng Yang, professor aan het College of Chemistry and Chemical Engineering. , Advanced Engineering Research Center van het Ministerie van Onderwijs, Hunan University.

“Van nanotechnologie tot kristaltechniek is een groot aantal chemische krachten gebruikt om de beperkte groei van gastcomponenten in de gastheercontainers te sturen, zoals koolstofnanobuisjes of metaal-organische raamwerken / kooien.”

De POM is een moleculair raamwerk dat bestaat uit meerdere metaalionen en gedeelde zuurstofatomen met een holte in het midden. In deze holte synthetiseerden onderzoekers een nieuw uit meerdere componenten bestaand cluster met behulp van positief geladen ionen van ijzer en cerium, evenals fosfaat. Het cluster vormde kernen, wat betekent dat het een cluster vormde met een duidelijk centrum in de holte van de POM.

“We ontdekten dat nieuwe structuren van polyoxometalaten kunnen worden verkregen door de synthons binnen specifieke nanoruimten te beperken, en de beperkte synthetische methode blinkt uit in het ons in staat stellen voordeel te halen uit die nanoruimten,” zei Yang, waarbij hij uitlegde dat synthons geen reagens zijn, maar de signalen kunnen signaleren start van een reagens dat nodig is om een ​​doelmolecuul te synthetiseren. “Binnen de holte van dit polyoxometalaat hebben we voor het eerst met succes dit nieuwe cluster gekiemd.”

De onderzoekers analyseerden de structuur en samenstelling van het cluster, evenals de mogelijke functies ervan. Volgens Yang hebben voorlopige onderzoeken naar het POM-cluster veelbelovende resultaten opgeleverd die getuigen van het vermogen ervan om ascorbinezuur te detecteren – een antioxidant die cellen helpt beschermen tegen vrije zuurstof die schade kan veroorzaken – met een hoge gevoeligheid en specificiteit.

“Dit werk opent meer mogelijkheden in de ontwikkeling van op POM gebaseerde moleculaire assemblages, van op maat gemaakte synthese via structureel ontwerp tot uitbreiding van toepassingen, ” zei Yang.