新化学“积木”快速自组3D分子“战车”

2022-03-18 14:20:50 信息来源:网络
  据最新一期《自然》杂志报道,伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的研究人员和创新医疗公司的合作伙伴开发了一种新型化学构件,可以像积木一样简单地拼接在一起,并使用它们开发出来3D与打印机相同的自动化机器可以将这些积木组装成具有扭曲复杂结构的自动化机器3D小分子。
  伊利诺伊大学化学教授马丁·伯克博士说,新技术以非常简单的方式制造非常复杂3D分子。伯克团队在过去的15年里率先开发了称为MIDA硼酸盐的简单化学成分通过简单的反应顺序连接在一起,形成小分子。它们还开发了一种分子制造机,用于自动化学合成。MIDA在很大程度上,模块仅限于制造扁平2D分子。
  称为新开发TIDA硼酸盐的化学成分解开了缺失的第三维度,并将特定的扭曲和3D结构直接集成到组件中。伯克说,第一代组件就像儿童积木,可以拼凑起来,建造一个简单的玩具屋。新组件就像一个酷而复杂的成人积木套件,可以用来建造蝙蝠侠战车。
  丹尼尔论文的第一作者·布莱尔说:在制造药物时,许多分子的设计灵感来自天然产品,这些都有3D在临床应用中,结构分子往往表现得更好。在此之前,模块化构件中很难捕获这些结构。
  通常,化学家花费大量的时间和精力来制造一个目标分子。研究人员可以很容易地构建目标分子,并观察它们如何通过在模块化构件中提前获得大量的第三维信息来影响分子功能。
  在重要的反应设置中,除了包含更多的功能外,TIDA硼酸盐结构单元的稳定性比MIDA硼酸盐结构单元高1000倍。它们在水中也很稳定,可以在更广泛的条件下简单地合成更多种类的化学品。
  伯克说,基于这项新技术,化学家和非化学家都有能力开发新的药物、材料、诊断探针、催化剂、香水、甜味剂等。

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