Neue Host-Gast-Assembly sorgt für verbesserte Reaktionsfähigkeit

Synthetische Moleküle haben grundsätzlich die spezifische Funktion, Reaktionen zwischen anderen Molekülen zu verhindern oder zu beschleunigen. Um komplexere Reaktionen besser steuern zu können, können Forscher den verfügbaren Platz in einem Molekül nutzen, um eine andere chemische Struktur zu synthetisieren. Die Wirt-Gast-Anordnung kann die gewünschte spezifische Reaktion besser induzieren als jede einzelne Komponente, wenn die Wissenschaftler, die die Anordnung entwerfen, erfolgreich sind.

Ein multiinstitutionelles Team mit Sitz in China berichtete über einen neuen Cluster – den Gast –, der sich in einem Polyoxometallat (POM)-Nanoreaktor – dem Wirt – gebildet hat. Die resultierende Wirt-Gast-Anordnung weist eine erhöhte Peroxidase-ähnliche Aktivität auf, was bedeutet, dass sie dazu beitragen könnte, Reaktionen zu beschleunigen, die den Abbau von H₂Oh₂.

Diese Reaktionen sind für biologische Prozesse von wesentlicher Bedeutung, beispielsweise für den Schutz des genetischen Materials vor Schäden durch Oxidation, und haben Auswirkungen auf fortgeschrittene biotechnologische Prozesse, so die Forscher.

Sie veröffentlichten ihre Arbeit in Polyoxometallate.

„Die Vorteile der räumlich begrenzten Synthese beschränken sich nicht nur auf die individuelle Anpassung von Form, Größe und Zusammensetzung, sondern auch auf die präzise Ausrichtung der Kristalle und die räumliche Position der gewünschten Produkte“, sagte er. sagte korrespondierender Autor Peng Yang, Professor an der Hochschule für Chemie und Chemieingenieurwesen. ,Forschungszentrum für fortgeschrittene Ingenieurwissenschaften des Bildungsministeriums der Hunan-Universität.

„Von der Nanotechnologie bis zur Kristalltechnik wurde eine Vielzahl chemischer Kräfte eingesetzt, um das begrenzte Wachstum von Gastkomponenten in Wirtsbehältern wie Kohlenstoffnanoröhren oder metallorganischen Strukturen/Käfigen zu steuern.“

POM ist eine Molekülstruktur, die aus mehreren gemeinsamen Metallionen und Sauerstoffatomen besteht und in der Mitte einen Hohlraum aufweist. In diesem Hohlraum synthetisierten die Forscher einen neuen Mehrkomponentencluster aus positiv geladenen Eisen- und Cerionen sowie Phosphat. Der Cluster bildete Keime, was bedeutet, dass er einen Cluster mit einem klaren Zentrum im POM-Hohlraum bildete.

„Wir haben herausgefunden, dass neue Polyoxometallatstrukturen erhalten werden können, indem man Synthone in bestimmte Nanoräume einschließt, und die Methode der begrenzten Synthese zeichnet sich dadurch aus, dass sie es uns ermöglicht, die Vorteile dieser Nanoräume zu nutzen“, sagte Yang und erklärte, dass Synthone kein Reagens seien, sondern den Start signalisieren könnten eines Reagenzes, das für die Synthese eines Zielmoleküls notwendig ist. „Im Hohlraum dieses Polyoxometallats ist es uns erstmals gelungen, diesen neuen Cluster zu keimen.“

Die Forscher analysierten die Struktur und Zusammensetzung des Clusters sowie seine möglichen Funktionen. Laut Yang haben vorläufige Studien zum POM-Cluster vielversprechende Ergebnisse geliefert, die seine Fähigkeit belegen, Ascorbinsäure, ein Antioxidans, das dabei hilft, Zellen vor freiem Sauerstoff zu schützen, der Schäden verursachen kann, mit hoher Empfindlichkeit und hoher Spezifität nachzuweisen.

„Diese Arbeit eröffnet mehr Möglichkeiten bei der Entwicklung POM-basierter Molekülanordnungen, von der maßgeschneiderten Synthese über die Anwendungserweiterung bis hin zum Strukturdesign“, sagte Yang.