Учёные создали нанозимы, разлагающие токсины в сточных водах на свету

Учёные из Центра исследования материалов (MRC) Индийского института науки (IISc) разработали новый тип миметиков ферментов, способных эффективно разлагать токсичные химические вещества в промышленных сточных водах в присутствии солнечного света.

Практическому использованию природных ферментов, таких как лакказа для разложения фенолов, мешают их высокая стоимость, сложность массового производства (обычно не более миллиграммов) и чувствительность к условиям хранения (часто требуется –20°C).

Нанозимы, созданные в лаборатории, могут имитировать функции природных ферментов. Команда синтезировала нанозим NanoPtA, содержащий платину, который можно преобразовать в порошок для промышленного применения. Он имитирует функцию оксидаз — ферментов, которые в присутствии кислорода удаляют водород из субстратов.

Принцип работы: При контакте с водой бензольные кольца и длинные алкильные цепи в молекуле NanoPtA образуют множество нековалентных взаимодействий. Отдельные молекулы соединяются, формируя ленточные структуры, которые начинают излучать свет — это и есть источник окислительной способности нанозима. Под действием солнечного света он окисляет и разлагает загрязнители.

Эффективность: В тестах нанозим разлагал микромолярные количества фенолов и красителей в воде в течение десяти минут под солнечным светом. Комплекс NanoPtA показал высокую стабильность: до 75 дней при комнатной температуре, а в некоторых случаях — более шести месяцев.

Потенциал в медицине: Нанозим также способен окислять нейромедиаторы, такие как дофамин и адреналин. При окислении эти молекулы меняют цвет раствора, что позволяет измерять их концентрацию. Это может стать инструментом для диагностики болезней Паркинсона, Альцгеймера и сердечных приступов.

Планируется патентование технологии, так как нанозим можно производить в больших количествах в промышленных масштабах. Также ведутся поиски более дешёвых альтернатив платине в составе комплекса.