ГОНКОНГ, САР – Media OutReach Newswire – 7 июля 2024 г. – Такие повседневные предметы, как металлические цепи, наручники и брелоки, являются примерами, демонстрирующими уникальное сочетание свойств, когда жесткие, твердые кольца сцеплены вместе, демонстрируя гибкость и прочность в целом, и, таким образом, позволяя им идеально выполнять свои предполагаемые функции.
«Поворот на 180°» взаимосвязанных макроциклов позволяет хозяину катенана переключать режимы связывания для селективного размещения гостей ионов меди (I) или сульфата. Изображение адаптировано из Nature Communications.
На молекулярном уровне молекулы, состоящие из взаимосвязанных наноразмерных колец, известны как катенаны, которые являются перспективными кандидатами для разработки молекулярных переключателей и машин. Однако из-за их сложного синтеза применение катенанов в других областях в значительной степени не изучено. Недавно исследовательская группа под руководством профессора Хо Ю АУ-ЙЕНГА с кафедры химии Университета Гонконга (HKU) синтезировала катенан, состоящий из двух свободно вращающихся жестких макроциклов, и показала, что катенан может прочно и селективно связываться либо с катионом меди(I), либо с сульфатным анионом, несмотря на их противоположный заряд и различную геометрию. Способность обнаруживать и различать эти специфические ионы имеет важные последствия для приложений в таких областях, как мониторинг окружающей среды и медицинская диагностика.
Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные заряды притягиваются друг к другу, связывающий сайт, который притягивает положительно заряженный катион, обычно будет испытывать отталкивающее взаимодействие с отрицательно заряженным анионом и наоборот, что сделало разработку хоста, подходящего как для катиона, так и для аниона, очень сложной. Чтобы преодолеть эту проблему, команда установила как катионные, так и анионные связывающие сайты на каждом из взаимосвязанных колец, и благодаря вращательным движениям катенана, хост может эффективно регулировать относительное положение связывающих сайтов и свободно адаптировать определенную форму, благоприятную для сферического катиона меди(I) или тетраэдрического сульфатного аниона, напоминая хамелеона, который может менять свой внешний вид, чтобы соответствовать определенным условиям. Эта работа недавно была опубликована в ведущем научном журнале Природа Коммуникации.
Помимо их промышленного и экологического значения, как ион меди(I), так и сульфат-ион необходимы для правильного роста клеток и развития организма. Сильное и селективное связывание этих ионов хозяином катенана может, следовательно, использоваться для извлечения и переработки этих ионов из образцов окружающей среды. Кроме того, так же, как измерение ионов натрия, хлорида и других электролитов в образцах крови может быть рутинным тестом для мониторинга артериального давления и общего состояния здоровья, новые технологии селективного распознавания и связывания ионов и минералов будут полезны для диагностических и терапевтических целей.
«Эта работа выделяет катенаны как эффективный кандидат для мощных молекулярных рецепторов с универсальными структурами, переключаемыми свойствами и гостевым связывающим поведением», — заявил профессор Ау-Йенг. Что касается планов на будущее, профессор Ау-Йенг и его группа разрабатывают более сложные хозяева катенанов для одновременного связывания нескольких катионов, анионов и ионных пар.
О научной работе
Название журнала: «Динамическое механостереохимическое переключение коконформационно гибкого [2]катенана, контролируемая определенными ионными гостями (Природа Коммуникации2024).
Доступ к статье журнала можно получить по следующей ссылке: https://t.ly/FZzte
Г-н Юэлян ЯО из группы профессора Ау-Йенга в HKU Chemistry является первым автором этой статьи. Другие исследователи, связанные с HKU, включая доктора Юэн Чонга TSE, доктора Сэмюэля Кин-Мэна ЛАИ, доктора Исяна ШИ, доктора Кам-Хунга ЛОУ, также внесли большой вклад в эту работу.
Данная работа поддерживается Программой финансирования совместных лабораторий CAS-Croucher, Фондом совместных исследований и Общим исследовательским фондом Совета по исследовательским грантам Гонконга.
О профессоре Хо Ю АУ-ЙЕНГЕ
Профессор Хо Ю АУ-ЙЕНГ — доцент кафедры химии в HKU. Он окончил Китайский университет Гонконга и получил степень доктора философии в Кембриджском университете. Он получил премию Croucher Innovation Award (2016), премию Graeme Hanson Early Career Researcher Award (2016), премию Thieme Chemistry journals Award (2016), премию Asian Core Program Lectureship Award (Тайвань, 2018) и премию HKU Outstanding Young Researcher Award (2020), а также был членом первого Консультативного совета по ранней карьере Химический обзор (2020-2021). С 2020 года он является членом Комитета молодых химиков Китайского химического общества.
Его исследовательская группа занимается химией механически связанных молекул, включая синтез высокопорядковых [n]катенаны, изомерия, динамика механически связанных молекул, а также их применение в координационной химии, распознавании хозяина-гостя, катализе и материалах. Результаты исследований группы были опубликованы в ведущих научных журналах, включая Природа Коммуникации, Журнал Американского химического общества, прикладная химия, Химическая наукаи т. д.
Более подробную информацию об исследовательской группе профессора Хо Ю Ау-Йенга можно найти на сайте https://chemistry.hku.hk/staff/hoyuay/index.html
Загрузка изображений и подписей: https://www.scifac.hku.hk/press
Хэштег: #HKU
Эмитент несет исключительную ответственность за содержание настоящего объявления.
