Автор AZoNano 11 августа 2020

Ферменты, ответственные за каталитические реакции в биологических реакциях нашего организма, трудно использовать для диагностики или лечения, поскольку они реагируют только на определенные молекулы или обладают низкой стабильностью.

Многие исследователи ожидают, что если эти проблемы будут решены или если будут разработаны искусственные катализаторы для создания синергетического эффекта за счет взаимодействия с ферментами в организме, появятся новые способы диагностики и лечения заболеваний. В частности, если будут разработаны искусственные катализаторы, которые реагируют на внешние раздражители, такие как магнитные поля, новые методы лечения, которые удаленно управляют биореакциями извне организма, могут стать реальностью.

Исследовательская группа под руководством профессора Ин Су Ли из химического факультета POSTECH разработала удаленный магниточувствительный искусственный катализатор под названием MAG-NER, который демонстрирует высокую каталитическую эффективность в живых клетках. Исследование было опубликовано в качестве дополнительной обложки для Nano Letters международного журнала по нанотехнологиям.

Исследовательская группа имитировала структуру везикул, органелл внутри клетки, и синтезировала нанореактор, объединенный с магнитным катализатором, с наночастицами оксида железа и палладиевыми катализаторами внутри полой нанооболочки из диоксида кремния.

Когда MAG-NER сталкивается с переменным магнитным полем, наночастицы оксида железа внутри вызывают нагрев, индуцированный магнитным полем, и активируют только палладиевый катализатор, не повышая внешнюю температуру. Исследовательской группе удалось реализовать каталитическую реакцию с высокой эффективностью, которая превращает нефлуоресцентные реагенты в флуоресцентные продукты путем имплантации MAG-NER в живые клетки с последующим применением переменных магнитных полей. Исследовательская группа также подтвердила, что катализатор MAG-NER может оставаться активным в течение длительных периодов времени без загрязнения биомолекулами в клетках и не влияет на выживаемость клеток.

Используя MAG-NER, ожидается, что методы диагностики и лечения, которые могут искусственно дистанционно управлять функциями клетки, могут быть разработаны, поскольку могут быть синтезированы искусственные молекулы или могут быть вызваны химические реакции внутри клеток с использованием магнитных полей, которые безвредны для тело.

Профессор Ин Су Ли, руководивший исследованием, объяснил: «Это исследование является результатом использования материалов священных нанореакторов, которые наша лаборатория разрабатывала на протяжении многих лет, и ценится как инновационный химический инструмент, который продвинет биомедицинские и биологические исследования "

Это исследование проводилось при поддержке Программы руководителей исследований (Creative Research) Национального исследовательского фонда.

Источник: http://www.postech.ac.kr/eng/