Mga Chemist Pagdidisenyo ng hindi natukoy upang Tulungan Makuha ang Mga Nakamamatay na Ahente ng Nerve

Naihatid ng walang pasubali sa dulo ng isang payong o isang doorknob, mga nerve agent ay ang ehemplo ng tahimik, ngunit nakamamatay. Sa pamamagitan ng pagputol ng muscular control upang huminga, ang resulta ng mga ahente ng mga kemikal na digmaang ito ay pag-aalinlangan sa isang bagay ng masakit na mga minuto.

Ang pakikitungo sa mga hindi kanais-nais na mga compound ay kadalasang nangangailangan ng isang cocktail ng mga kemikal, ngunit ang bagong pananaliksik na inilathala sa Kimika - Isang European Journal Nagbibigay ng isa pang potensyal na paraan ng pagtatanggol laban sa mga ganitong uri ng mga armas. Ang mga siyentipiko sa The Ohio State University kamakailan ay nagsaliksik ng posibilidad ng paggamit ng isang bagay na tinawag nilang 'molecular basket' upang makuha ang mga ahente ng nerve o iba pang mapanganib na mga ahente sa hangin na may pag-asa sa hinaharap para sa biological na paggamit.

Paano Gumagana ang mga 'Molecular Baskets'?

Si Jovica Badjic, propesor ng kimika at biochemistry sa The Ohio State University, ang lumikha ng mga molecule ng designer sa hugis ng mga basket. Ang bawat molekula ay may isang amino acid sa rim na tumutulong sa tukuyin kung ano ang target ng basket. Kapag ang koponan ay kumikinang na ultraviolet light sa mga molecule na ito, ang mga compound ay mawawalan ng mga carbon dioxide molecule, na pinipilit ang basket na magkakasama at pinagsama-samang, nakakakuha ng mga nerve agent kasama ang paraan upang bumuo ng isang kolektibong masa.

Sa nakaraang pananaliksik, ang mga light-activate na mga molecule na ito ay binuo ng isang madaling naaalis na solid. Bagaman may pag-asa sa isang tangke ng tubig, ang paglikha ng isang solid sa loob ng katawan ay hindi isang magandang ideya. Sa pinakahuling pag-aaral ni Badjic, ang mga molekular na basket na may glutamic acid ay pinagsasama-sama bilang mga nanopartikel sa halip na isang solid. Dahil ang mga ito ay mga maliliit na partikulo (50-100 nm ang lapad) at nanatili sa solusyon, maaari silang maging theoretically lamang pumasa sa isang katawan ng tao at lumabas nang walang isyu.

Napansin ng mga nanopartikel ang komunidad ng pananaliksik bilang isang promising tool para sa paghahatid ng droga - lalo na upang labanan ang kanser - sa loob ng mahabang panahon. Sa kasong ito, sa halip na maghatid ng mga sangkap sa katawan, ang bagong molecular basket ni Badjic ay nagpapalaki sa pagkuha ng isang substansiya. Sa sandaling pino, ang mga nanopartikel ay maaaring matupok bago makapasok sa mga lugar ng hidwaan o maaaring isama sa kasalukuyang cocktail ng paggamot.

Pagdating sa mga nerve agent, ang bilis ay isang mahalagang bahagi ng equation, dahil maaari nilang kumilos sa loob ng ilang minuto o sumasaklaw sa mga araw.

"Naniniwala ako na ang proseso ng pagkilala sa molekula ay medyo mabilis." Sabi ni Badjic. "Kung nanoparticles ay sa katawan na, babaan mo ang konsentrasyon ng mga nerve ahente sa solusyon, at pabagalin mo ang proseso."

Ang mga molecular basket sa aplikasyon ay lahi laban sa layunin ng nerve agent na bono sa enzyme acetylcholinesterase (AChE). Ang mga ahente ng nerve bond sa AChE upang harangan ang produksyon ng isang neurotransmitter na nagpapahintulot sa katawan na makipag-usap sa mga organo nito. Sa pamamagitan ng pagkolekta ng mga ahente ng nerbiyos at pagbubuga ng mga ito bago mangyari ang koneksyon na ito, maaaring maiiwasan o mabawasan ng molecular basket ang intensity ng atake na ito sa loob ng katawan, na naghahatid ng daan para sa iba pang mga gamot, tulad ng diazepam at midazolam (anticonvulsants), upang matapos ang labanan.

Ang mga molecule ni Badjic ay maaari ding gamitin kapag ang katawan ay hindi sa ilalim ng isang nakakalason na countdown. Ang mga ahente ng nerve at pestisidyo ay talagang nagbabahagi ng isang katulad na molekular na istraktura - katulad na sapat na ang mga molekular na basket ay maaaring kunin din ito.

"May mga 200,000 pagkamatay kada taon dahil sa mga pestisidyo," ang sabi ng Badjic. "Ito ay isa ring seryosong problema na kailangang matugunan." Bagama't malapit na bilang nakakalason bilang mga ahente ng nerbiyos, ang mga pestisidyo ay naglalaro ng isang pangmatagalang laro, dahil nakaugnay ito sa mga sakit tulad ng kanser at sakit na Alzheimer.

Ano ang susunod?

"Gusto ko talagang makita kung paano gumagana ang mga molecular basket sa biological system," sabi ni Badjic. Ang koponan ay nakumpirma na ang nanoparticles ay gumagana sa ihi; Ang dugo ay ang susunod na kapaligiran upang subukan, bagaman ang pagsubok ng mga indibidwal na solusyon ay malayo pa rin mula sa ganap na biological na mga panel.

Sa hinaharap, ang Badjic ay naglalarawan ng guwang nanopartikel ay maaaring maghatid ng parehong cocktail ng nerve-agent at kinokolekta ang mga labi upang dalhin sa labas ng katawan.

"Nasasabik ako tungkol sa kinalabasan," sabi ni Badjic. "Hindi ko nais na makakuha ng masyadong malayo."