Химики используют красители, связывающие нуклеиновые кислоты, в качестве фотокатализаторов популярного метода полимеризации.

Важные новости

Химики используют нуклеиновую кислоту связывающие красители в качестве фотокатализаторов для популярного метода полимеризации» /></p>
<p> PhotoATRP Опосредовано красителями, связывающими нуклеиновые кислоты. Фото: <i>Журнал Американского химического общества</i> (2024 г.). DOI: 10.1021/jacs.4c03513 </p>
<p>Исследователи химического факультета Университета Карнеги-Меллон разработали фотокатализатор на основе нуклеиновых кислот, который может точно контролировать радикальную полимеризацию с переносом атома (ATRP), популярный метод, используемый для создания широкого спектра материалов. с высокоспецифичными, адаптированными функциями.</p>
<p>Новый подход взял что-то старое — флуоресцентные красители, которые связываются с нуклеиновыми кислотами — и превратил его во что-то новое — универсальный фотокатализатор, который позволяет точно контролировать реакцию полимеризации.< /п> <р>«Красители, связывающие нуклеиновые кислоты, представляют собой интригующие флуоресцентные молекулы, которые светятся и активируются исключительно в присутствии нуклеиновых кислот. Следовательно, в нашей системе полимеризация происходит только в присутствии нуклеиновых кислот, что позволяет нам манипулировать процессом, подбирая подходящие нуклеиновые кислоты. в качестве кофакторов», — сказал докторант химии Джэпиль Чон.</p>
<p>Работа опубликована в <i>Журнале Американского химического общества</i>, по мнению ученых, обещает развитие новой области материалов и технологий на основе нуклеиновых кислот, включая фотоATRP с логическим управлением, нанопроизводство и обнаружение патогенов.</p>
<p>ATRP, самый надежный метод контролируемой полимеризации, позволяет ученые объединяют небольшие молекулы, называемые мономерами, по частям, в результате чего получаются узкоспециализированные полимеры со специфическими свойствами. ATRP может быть остановлен или перезапущен по желанию, в зависимости от того, как меняются условия реакции.</p>
<p>Один из способов контролировать реакцию — использовать фотокатализаторы — материалы, которые могут изменять скорость химической реакции под воздействием света. Хотя существуют системы фотополимеризации, в которых используются простые флуоресцентные красители, которые активируются под воздействием света, команда Карнеги-Меллона пошла еще дальше, используя красители, связывающие нуклеиновые кислоты.</p>
<p>Красители, связывающие нуклеиновые кислоты, представляют собой флуоресцентные зонды, которые загораются после связывания с нуклеиновыми кислотами. Они широко используются в области нано- и биотехнологий для диагностических и аналитических приложений.</p>
<p>«Как ученые и химики, занимающиеся нуклеиновыми кислотами, мы постоянно используем красители для визуализации ДНК или РНК с помощью флуоресцентных красителей. Но теперь вместо того, чтобы просто обнаруживать флуоресценцию, вы используете эту флуоресценцию для полимеризации», — сказал Субха Р. Дас, доцент кафедры химии и член Центра науки и технологий нуклеиновых кислот Карнеги-Меллона.</p>
<p >«В нашей новой системе флуоресценция возникает только при наличии ДНК или РНК, и только тогда у вас будет катализ», — добавил Дас.</p>
<p>Потому что существуют красители, связывающие нуклеиновые кислоты, которые связываются со специфической ДНК или РНК, химики могут спроектировать процесс полимеризации так, чтобы он происходил исключительно в присутствии определенных последовательностей или структур нуклеиновых кислот.</p>
<p>Джонг, которого консультируют Дас и Кшиштоф Матьяшевски, профессор естественных наук Университета Дж. К. Уорнера наук, смог увидеть потенциал красителей за пределами их обычного использования.</p>
<p>Чон протестировал свою концепцию, используя популярные красители, связывающие нуклеиновые кислоты, в сочетании с различными нуклеиновыми кислотами, от простой ДНК лосося и РНК дрожжей до более сложных каркасов, таких как ДНК G-квадруплекса и ДНК-наноцветков. Во-первых, он подтвердил, что полимеризация не происходит без присутствия нуклеиновой кислоты. После добавления каркасов нуклеиновых кислот красители связывались с ними и флуоресцировали под воздействием света.</p>
<p>Чон обнаружил, что при связывании с нуклеиновыми кислотами красители часто демонстрируют значительно увеличенный квантовый выход флуоресценции и длительное время жизни флуоресценции. Это позволило эффективно переносить электроны на медный катализатор, который обеспечивает реакцию ATRP. Кроме того, исследователи заметили увеличение конверсии мономеров при использовании большего количества ДНК.</p>
<p>«Благодаря использованию уникальных свойств красителей, связывающих нуклеиновые кислоты, позволяющих проводить полимеризацию исключительно в присутствии каркасов нуклеиновых кислот, этот новый подход предлагает привлекательный способ создания макромолекул со сложной архитектурой», — сказал Матияшевский, который разработал ATRP в 1995 году и продолжает внедрять инновации и улучшать эту технику.</p>
<p>«Он также использует ATRP для усиления флуоресцентных сигналов путем производства полимеров с высокой молекулярной массой только тогда, когда краситель и нуклеиновые кислоты присутствуют вместе».</p>
<p>Выбирая подходящие нуклеиновые кислоты кислоты в качестве кофакторов в реакции, химики могут лучше контролировать конкретную полимеризацию, которую они пытаются достичь.</p>
<p>Наряду с Джонгом, Матьяшевски и Дасом, автором статьи является Марко Фантин из Университета Падуи. Фантен, который ранее работал научным сотрудником у Матияшевского, предоставил экспертные знания по деталям электрохимических аспектов фотокаталитического механизма.</p>
<p>Чон, окончивший обучение в мае, сказал, что ему выпала честь пользоваться советами консультантов. с разнообразным опытом, что позволило ему приобрести знания и навыки в двух различных областях: химии полимеров и инженерии нуклеиновых кислот.</p>
<p>«Идея использовать нуклеиновые кислоты и связывающие красители в качестве фотокатализаторов возникла в результате тесного и междисциплинарное руководство от моих консультантов», — сказал он.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Джепил Чжон и др., Красители, связывающие нуклеиновые кислоты, как универсальные фотокатализаторы для переноса атома. Радикальная полимеризация, <i>Журнал Американского химического общества</i> (2024). DOI: 10.1021/jacs.4c03513 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Журнал Американского химического общества </p>
<p> Предоставлено Университетом Карнеги-Меллона </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости