科学家开发超灵敏传感器以检测药物中的对映体

托木斯克理工大学的研究人员和捷克共和国的同事开发了超灵敏传感器,用于检测药物中的对映体,即所谓的“镜像分子”。

  6月23日消息,托木斯克理工大学的研究人员和捷克共和国的同事开发了超灵敏传感器,用于检测药物中的对映体,即所谓的“镜像分子”。这些分子会降低药物的有效性,甚至对人类有害。实验表明,与传统方法相比,所研制的传感器具有较高的灵敏度,他们使用有机金属框架作为对映体的陷阱。这些研究发表在今天的应用材料上。

科学家开发出用于药物中镜面分子的超灵敏传感器.jpg

  对映体是具有相似分子式和物理性质的分子,但它们具有不同的偏振光旋转方向。因此,它们就像彼此的镜像,由于这种特性,对映体可以产生一定的生物效应。

  联合作者、帕维尔·波斯特尼科夫副教授奥尔加·古斯尔尼科娃说:“这些都是手性分子,大部分都是药物的一部分,他们的存在受到严格管制。这种药要么根本不含对映体,要么其浓度不应对健康有害,所以应该有快速有效的检测方法对映体。目前的检测方法有电化学法和色谱法,它们的检测限通常不超过每升10-8摩尔,色谱法是一种昂贵的方法。而我们的传感器的探测极限高达10-18,也就是说,它们的灵敏度要高出10个数量级。”

  该灵敏传感器是一个表面呈波浪状的薄金盘,研究小组在其他研究中也使用过这种盘子。现在,研究人员已经成功地将锌离子和有机元素组成的有机金属框架光栅化,这是一种多孔结构,可以捕获目标物质。因为正确选择的孔径在框架和类似的化学性质的化合物,需要捕捉。

  特别是,研究人员用含有乳酸的框架进行了实验,它具有光学活性,因此以其对映体为基础的有机金属框架可以成为其他光学活性物质的陷阱。这种传感器结构在抗帕金森病药物和一些氨基酸上进行了测试。将分析物质的溶液滴到板上就足够了,可使用便携式拉曼光谱仪进行进一步分析,所需时间不到5分钟。

  研究人员指出:“我们的传感器通过两种方法同时放大光谱仪的信号,这是本研究的一个重要内容。一方面,由于镀金板产生的表面等离子体共振效应,信号被物理放大。另一方面,我们的有机金属框架在化学上放大了信号。我们是第一批展示结合了两种拉曼信号放大方法的感觉系统的人之一。”

  据奥尔加·古斯尔尼科娃博士说,这些传感器既可用于控制药物质量,也可用于环境监测,即检测水和土壤中的污染物。

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