Kemiki Oblikovanje nedefinirano za pomoč pri zajemanju smrtonosnih živčnih agentov

Nevrono dostavljena na konico dežnika ali kljuke, so živčni agenti utelešenje tihih, a smrtonosnih. Z odrezovanjem mišične kontrole za dihanje je končni rezultat teh dejavnikov kemičnega bojevanja zadušitev v nekaj bolečih minutah.

Obravnavanje teh neprijetnih spojin je običajno zahtevalo koktajl kemikalij, vendar so nove raziskave objavljene leta 2006 Kemija - Evropski dnevnik določa drugo možno metodo obrambe pred temi vrstami orožja. Znanstveniki na državni univerzi Ohio so pred kratkim raziskali možnost uporabe nečesa, kar imenujejo "molekularne košare", da zajamejo živčne snovi ali druge škodljive snovi, ki se prenašajo z zrakom, s prihodnjim upanjem za biološko uporabo.

Kako delujejo te "molekularne košare"?

Jovica Badjić, profesorica kemije in biokemije na Državni univerzi Ohio, je oblikovala oblikovalske molekule v obliki košar. Vsaka molekula ima na obodu aminokislino, ki pomaga določiti, kaj bo košara usmerjena. Ko ekipa osvetli ultravijolično svetlobo na teh molekulah, spojine izgubijo molekule ogljikovega dioksida, kar povzroči, da se košara združi in združi, pri čemer pobira živčna sredstva na poti, da tvorijo skupno maso.

V prejšnjih raziskavah so te svetlobno aktivirane molekule tvorile enostavno odstranljivo trdno snov. Čeprav obetajo v rezervoarju vode, ustvarjanje trdne snovi v telesu ni dobra ideja. V Badjićevi najnovejši študiji so molekularne košare z glutaminsko kislino združene kot nanodelci namesto trdne snovi. Ker so to drobni delci (50-100 nm v premeru) in so ostali v raztopini, bi teoretično lahko šli skozi človeško telo in se brez težav odpravili.

Nanodelci so fascinirali raziskovalno skupnost kot obetavno orodje za dostavo zdravil - zlasti za boj proti raku - že dolgo časa. V tem primeru, namesto da bi dostavili snovi v telo, se Badjičeva nova molekularna košarica izkoristi za odvzem snovi. Ko so nanodelci prečiščeni, jih je mogoče porabiti pred vstopom v konfliktna območja ali jih vključiti v trenutni koktajl.

Ko gre za živčna sredstva, je hitrost pomemben del enačbe, saj lahko delujejo v nekaj minutah ali v razponu po dneh.

"Verjamem, da je molekularni proces priznavanja zelo hiter," pravi Badjić. "Če so nanodelci že v telesu, znižate koncentracijo živčnih sredstev v raztopini in upočasnite proces."

Molekularne košare, ki se uporabljajo, se bodo borile proti cilju živčnega sredstva, da se vežejo na encim acetilholinesterazo (AChE). Nervni agenti se vežejo na AChE, da blokirajo produkcijo nevrotransmiterja, ki omogoča telesu, da komunicira s svojimi organi. Z zbiranjem živčnih agensov in njihovo odvzemanjem, preden se zgodi ta povezava, lahko molekularne košare preprečijo ali zmanjšajo intenzivnost tega napada v telesu, kar utira pot drugim zdravilom, kot sta diazepam in midazolam (antikonvulzivi), da konča Bitka.

Badjićeve molekule se lahko uporabljajo tudi, kadar telo ni pod strupenim odštevanjem. Nervna sredstva in pesticidi imajo dejansko podobno molekularno strukturo, ki je dovolj podobna, da jih lahko pobirajo tudi molekularne košare.

"Zaradi pesticidov letno umre okoli 200.000 ljudi," pravi Badjić. »To je tudi resen problem, ki ga je treba obravnavati.« Medtem ko se pesticidi igrajo skoraj tako strupeno kot živčni dejavniki, igrajo dolgotrajno igro, saj so povezani z boleznimi, kot so rak in Alzheimerjeva bolezen.

Kaj sledi?

"Res bi rad videl, kako molekularne košare delujejo v bioloških sistemih," pravi Badjič. Ekipa je že potrdila, da nanodelci delujejo v urinu; kri je naslednje okolje za testiranje, čeprav je testiranje posameznih rešitev še vedno daleč od popolnih bioloških plošč.

Badjić si v prihodnje predstavlja, da bi votli nanodelci lahko dali koktajl z živčnim sredstvom in zbrali ostanke, ki bi jih nosili zunaj telesa.

"Navdušena sem nad rezultatom," pravi Badjić. "Samo ne želim preveč napredovati."