13:45 2023-10-03
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Oamenii de știință dezvoltă nanozime mimetice care degradează efluenții sub lumina soarelui
_ Oamenii de știință dezvoltă nanozime mimetice care degradează efluenții sub lumina soarelui
Oamenii de știință de la Centrul de Cercetare a Materialelor (MRC), Institutul Indian de Știință (IISc), au dezvoltat un nou tip de mimetic enzimatic care poate degrada substanțele chimice toxice din apele uzate industriale în mod eficient în prezență de lumina soarelui.
Enzimele sunt proteine care catalizează majoritatea reacțiilor biologice din sistemele vii. Cu toate acestea, utilizarea practică a enzimelor naturale este în mare măsură împiedicată de anumite limitări inerente. Aceste limitări includ sensibilitatea la denaturare (defalcare/deteriorări), proceduri complexe de producție, costuri ridicate și dificultăți în reciclare, spune Subinoy Rana, profesor asistent la MRC și autor corespondent al lucrării publicate în Nanoscale.
Mass. producerea acestor enzime este un proces costisitor și consumator de timp. De exemplu, laccaza, o enzimă naturală folosită pentru degradarea fenolilor în industrii, este extrasă dintr-o ciupercă numită putregai alb, dar cantitatea de enzimă produsă depinde de cât de mult din ciupercă este disponibilă la un moment dat. „Este un proces lung și este dificil să le faci în cantități mai mari de miligrame”, spune Rana. O altă problemă este depozitarea – cele mai multe dintre enzimele naturale sunt sensibile la temperatură și necesită depozitare la temperaturi mai scăzute, adesea până la –20°C.
Mimetice enzimatice de dimensiuni nano sau „nanozime” fabricate în laborator poate imita astfel de enzime naturale și depăși aceste provocări practice.
În studiul actual, echipa IISc a sintetizat o nanozimă care conține platină numită NanoPtA, care poate fi transformată în formă de pulbere pentru uz industrial. Imită funcția oxidazelor - enzime naturale care elimină hidrogenul din substraturi în prezența oxigenului pentru a da apă. Această nanozimă nu este doar foarte specifică în descompunerea anumitor substraturi, dar este și robustă, deoarece poate rezista la o serie de schimbări de pH și temperatură.
Când NanoPtA intră în contact cu apa reziduală, inelele benzenice și alchil lung lanțurile prezente în moleculă formează multiple interacțiuni necovalente. Moleculele individuale NanoPtA se conectează între ele pentru a forma structuri sub formă de bandă care încep să emită lumină, care este originea capacității sale de oxidare. Nanozima poate degrada apoi poluanții prezenți în apele uzate oxidându-i în prezența luminii solare, reducând astfel toxicitatea apei uzate.
Echipa a testat efectul nanozimei asupra efluenților obișnuiți care poluează apa, cum ar fi fenolii și coloranții. Ei au descoperit că ar putea degrada chiar și cantități mici (micromolare) de fenoli și coloranți în zece minute atunci când sunt plasate sub lumina soarelui. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că complexul NanoPtA a fost destul de stabil, rezistând până la 75 de zile la temperatura camerei. „Proteinele sunt în general depozitate la –20°C sau 4°C, dar în acest caz, pot fi păstrate la temperatura camerei”, spune Rana. De fapt, NanoPtA a fost stabil mai mult de șase luni la temperatura camerei, au descoperit cercetătorii.
Echipa consideră că nanozima nu este utilă doar pentru descompunerea poluanților toxici, ci poate avea și aplicații în îngrijirea sănătății. . Ei au testat capacitatea acestuia de a oxida neurotransmițători precum dopamina și adrenalina — atunci când sunt oxidate, aceste molecule arată o schimbare a culorii în soluție, care poate fi apoi folosită pentru a le măsura concentrația.
„Acest lucru este important deoarece acești neurotransmițători sunt asociate cu Parkinson, boala Alzheimer și stopul cardiac”, spune Rohit Kapila, primul autor și Ph.D. student la MRC, IISc. Măsurarea acestor neurotransmițători folosind astfel de nanozime poate fi un instrument de diagnostic util pentru bolile neurologice și neurodegenerative, adaugă el.
În continuare, cercetătorii intenționează să breveteze nanozima, deoarece cred că poate fi fabricată cu ușurință în cantități mari la scară industrială. Grupul lui Rana caută, de asemenea, alternative de metal mai puțin costisitoare la platină în complexul de nanozime.
Comentarii:
Adauga Comentariu