催化nanomachine组装通过远程控制

来自德国的研究人员设计了一个分子机器,超越独立分子设备交付更像是一个系统生物系统的复杂网络。

分子机器是单个分子组件产生机械动作来响应特定的刺激,经常模仿宏观机器开关和螺旋桨等。这些合成纳米机器通常是独立的设备包括共价或拓扑连接组件。

现在,迈克尔Schmittel从韦伯就已经在席根大学和他的同事们已经成功地做了一个多功能nanomachine与完美的分子八种不同组件间的通信。上空翱翔的时候独立分子设备和意识到函数没有定义分子,但在复杂网络中,作为生物系统巧妙地证明,”他说。

化学信号在网络中控制自组装和拆卸的催化地活跃的三分量nanorotor可逆两个金属配合物之间传输的铜离子。系统从前兆复杂的弱协调“旋转”分子的一端包含两个吡啶基终端,加上两个相同的纳米开关富含多元铜(I)离子。添加锌(II)离子纳米开关传输命令的铜离子前兆复杂,于是两个铜离子变成复杂的两个邻二氮杂菲网站内的前体分子,成为催化地活跃在这个过程中,同时完成nanomachine的大会。“旋转”的自由端分子现在弱坐标到铜网站,成为一个旋转的转子在两个位置之间的交流。测试模型点击确认铜离子的反应只能催化反应一旦nanorotor组装。添加hexcyclen去除锌(II)离子纳米开关的触发nanomachine拆卸作为铜(I)离子把回到原来的协调网站。

面临的主要挑战是建立高度选择性易位方案,避免不良干扰在这样一个复杂的混合物。更大的组件的数量,更困难的抗干扰的通信是在网络中,“强调Schmittel。此外,我们必须协调易位时间和催化反应速率。在这方面,我们需要优化基质和溶剂的混合物。

这工作很好地说明了自组装使错综复杂的形成,然而定义良好、功能分子系统的评论马修Raynal从法国巴黎索邦大学超分子化学家。当它打开新途径的设计可切换的催化剂,这种策略可能最终导致相互关联的级联反应的催化剂的发展序列的一个时尚,让人联想起在生物合成途径酶的步骤操作。

展望未来,Schmittel相信他们的下一步将是自主开发操作网络系统,生成函数在一个失去平衡的状态。