Химики создали квантовые точки при комнатной температуре с помощью искусственного белка
Исследователи из Принстонского университета создали первый известный de novo (новый, не встречающийся в природе) белок, катализирующий синтез квантовых точек — флуоресцентных нанокристаллов, используемых в электронике от LED-экранов до солнечных панелей.
Ключевое достижение: Процесс синтеза удалось провести в лаборатории при комнатной температуре, используя воду в качестве растворителя. Это более экологичная и экономичная альтернатива промышленным методам, требующим высоких температур и токсичных дорогих растворителей.
Как это работает:
- Команда использовала искусственно созданный белок ConK, выделенный в 2016 году из комбинаторной библиотеки.
- ConK расщепляет аминокислоту цистеин с образованием, среди прочего, сероводорода (H2S).
- H2S выступает в качестве активного источника серы, который реагирует с добавленным кадмием, образуя квантовые точки сульфида кадмия (CdS).
- Белок генерирует серу медленно, что позволяет контролировать процесс.
Преимущества и перспективы:
- Настраиваемость: Процесс позволяет регулировать размер наночастиц, что определяет цвет их свечения (флуоресценции). Это открывает возможности для биомедицинской маркировки, например, окрашивания раковых клеток in vivo.
- Инженерный подход: Использование de novo белков даёт высокую степень "конструируемости". Качество квантовых точек можно улучшать, целенаправленно изменяя (инженеря) белок.
- Биосовместимость: Малый размер квантовых точек (около 100 атомов, ~2 нм) позволяет им преодолевать некоторые биологические барьеры, что перспективно для медицины и биовизуализации.
Контекст: Исследование демонстрирует, что белковые последовательности, не заимствованные у природы, могут использоваться для синтеза функциональных материалов с пользой для окружающей среды.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.