ساخت قفس‌های مولکولی برای تبدیل انرژی و تحویل دارو
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان کالج ترینیتی دوبین و امبر، مرکز تحقیقات علمی ایرلند با میزبانی کالج ترینیتی دوبین «قفس‌های مولکولی» ساخته‌اند که می‌توانند کارآیی تبدیل مولکول‌ها در واکنش‌های شیمیایی را به حداکثر برسانند و در آینده به‌عنوان حسگر و عوامل تحویل دارو به‌کار روند. این قفس‌ها را می‌توان با مولکول‌های مختلف بسته‌بندی کرد و بسیاری از آن‌ها وظیفه یا عملکرد خاصی دارند. به‌طور جالب توجهی، یک قاشق چای‌خوری حاوی این قفس‌ها مساحت سطح درونی بیشتری را فراهم می‌کند تا واکنش‌پذیری و ظرفیت ذخیره‌سازی را بیشتر از یک زمین فوتبال تقویت کند.
این مساحت سطح درونی بزرگ نسبت به وزن ساختار در ترکیب با حلالیت احتمال بیشتری را برای تبدیل انرژی ارائه می‌دهد، درحالی‌که طرح ساختاری به مولکول‌های مختلف اجازه می‌دهد تا به‌طور متمایزی درونش قرار گیرند. این ویژگی آخر کلید افزایش کاربردهای بالقوه‌ی این چندوجهی فلزی-آلی-آلی یا همان «MOP» است؛ زیرا به این معنا است که مواد را می‌توان به‌گونه‌ای بسته‌بندی کرد که فقط تحت شرایط خاص واکنش نشان دهند.
چنین مثالی در حسگر زیستی و تحویل دارو، همراه با نشانه‌ی بیولوژیکی لازم برای شروع فعالیتی شیمیایی مشاهده می‌شود. مثلأ، می‌توان دارو را در یکی از این MOPها کپسوله کرد؛ با در نظر داشتن این مسئله که این دارو فقط در محیط هدف خاصی آزاد می‌شود، یعنی جایی‌که مولکول زیستی خاصی آزادسازی آن‌را تحریک می‌کند. محققان که نتایج کشف خود را در مجله‌ی بین المللی Nature Communications منتشر کردند امید دارند که مواد فلزی-آلی متخلخل فعال نوری را برای انرژی سبز به‌کار ببرند. رویا این است که مولکولی ساخته شود که برای تبدیل انرژی به آسانی از نور استفاده کند؛ به ویژه با تکرار روشی که گیاهان انرژی را از طریق فتوسنتز تولید می‌کنند.
«ولفگانگ اشمیت»، استاد شیمی در کالج ترینیتی دوبلین و محقق در امبر، این تحقیق را مدیریت کرد. وی گفت: «شار مولکولی یا بهتر است بگوییم اسفنجی ساخته‌ایم که می‌تواند مولکول‌ها را در خود نگه دارد تا زمانی‌که مجموع خاصی از شرایط زندگی را در آن‌ها جرقه بزند.» ساختارهای مولکولی از نوع قفس توخالی توجه علمی زیادی را به‌خاطر این ویژگی‌های‌شان به خود جلب کرده‌اند، اما با رشد کاربردهای بالقوه آن‌ها و پیچیده‌تر شدن سیستم‌ها و محیط‌های هدف، کمبود ساختارهایی با حفره‌های درونی و مساحت سطح بزرگ مانع از رشد آن‌ها شد.»
وی اضافه کرد: «MOP ساخته‌ی ما یکی از بزرگترین MOPهایی است که تاکنون ساخته شده است که از شبه قفس‌های درونی زیادی تشکیل شده‌اند و نواحی پیوند متفاوتی را ارائه می‌دهند. محفظه‌های در اندازه نانو می‌توانند واکنش‌پذیری و خواص مولکول‌هایی که درون فضاهای داخلی محدود قرار گرفته‌اند را تغییر دهند. از این رو، این مولکول‌ها پتانسیل آن‌را دارند که از آنزیم‌های زیستی تقلید کنند.» این مقاله ساختار مولکول قفسی جدید را شرح می‌دهد که از ۳۶ اتم فلز مس و ۹۶ ترکیب جداگانه تشکیل شده است.
نوشته: Trinity College Dublin
ترجمه: سحر الله وردی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سحر الله وردی - مجله علمی ایلیاد