Nanocatalisadores que controlam remotamente reacções químicas dentro de células vivas

As enzimas responsáveis ​​por reacções catalíticas em reacções biológicas do nosso corpo são difíceis de utilizar para diagnóstico ou tratamento como eles reagem apenas a certas moléculas ou têm baixa estabilidade. Muitos investigadores antecipam que, se essas questões são melhorados ou se catalisadores artificiais são desenvolvidas para criar um efeito sinérgico através do cumprimento dos enzimas no corpo, haverá novas formas de diagnosticar e doenças do deleite. Em particular, se catalisadores artificiais que respondem a estímulos externos tais como os campos magnéticos são desenvolvidos novos métodos de tratamento, que controla remotamente bioreactions de fora do corpo pode tornar-se uma realidade.

A equipe de pesquisa liderada pelo professor Em Su Lee, do Departamento de Química da POSTECH desenvolveu um catalisador artificial magnética sensível remoto chamado MAG-NER, que mostra alta eficiência catalítica dentro de células vivas. O estudo foi publicado como o papel da capa suplementar para Nano Letters, uma revista internacional em nanotecnologia.

A equipe de pesquisa imitou a estrutura de vesículas, um organelo dentro de uma célula, e sintetizado um nanorreator magnética-catalisador-combinado com nanopartículas de óxido de ferro e catalisadores de paládio dentro de um nanoconcha sílica oco.

Quando MAG-NER encontros um campo magnético alternado, nanopartículas de óxido de ferro no interior causa do calor induzido pelo campo magnético e activar apenas o catalisador de paládio, sem elevar a temperatura exterior. A equipa de investigação conseguiu implementar a reação catalítica de alta eficiência, que transforma reagentes não fluorescentes em produtos fluorescentes através da implantação de MAG-NER em células vivas, em seguida, aplicando campos magnéticos alternados. A equipe de pesquisa também confirmou que o catalisador de MAG-NER pode permanecer ativo por longos períodos de tempo sem ser contaminado por biomoléculas em células e não afeta a sobrevivência das células.

Usando MAG-NER, prevê-se que o diagnóstico e métodos de tratamento, que pode artificialmente controlo remoto funções da célula, pode ser desenvolvido como moléculas artificiais podem ser sintetizados ou reacções químicas podem ser induzidos dentro de células utilizando campos magnéticos que são inofensivos para o corpo.

Professor Em Su Lee, que liderou a pesquisa, explicou: "Esta pesquisa é o resultado de utilizar os materiais hallow nanorreator que o nosso laboratório tem vindo a desenvolver ao longo dos anos e é valorizado como uma ferramenta química inovadora que vai avançar a investigação biomédica e biológica."

Esta pesquisa foi realizada com o apoio do Programa Líder de Pesquisa da Fundação Nacional de Pesquisa (Creative Research).

fonte: Pohang University of Science & Technology (POSTECH). "Nanocatalysts that remotely control chemical reactions inside living cells." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200810103308.htm>.