Onderzoekers hebben designermoleculen ontwikkeld die op een dag dodelijke zenuwgassen en andere giftige stoffen in de omgeving en mogelijk in mensen kunnen opsporen en vangen.

De wetenschappers, geleid door organische chemici van de Ohio State University, noem deze nieuwe deeltjes 'moleculaire manden'. Zoals de naam impliceert, deze moleculen hebben de vorm van manden en onderzoek in het laboratorium heeft aangetoond dat ze gesimuleerde zenuwgassen kunnen vinden, slik ze in hun holten en sluit ze op voor een veilige verwijdering.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Chemistry-A European Journal, de onderzoekers namen de eerste stap in het creëren van versies die potentieel zouden kunnen hebben voor gebruik in de geneeskunde.

"Ons doel is om nanodeeltjes te ontwikkelen die giftige stoffen kunnen vasthouden, niet alleen in het milieu, maar ook van het menselijk lichaam, " zei Jovica Badjic, leider van het project en hoogleraar scheikunde en biochemie aan de staat Ohio.

Het onderzoek richt zich op zenuwgassen, soms zenuwgas genoemd, die dodelijke chemische vergiften zijn die in oorlogsvoering zijn gebruikt.

In een vorig jaar gepubliceerde studie in de Tijdschrift van de American Chemical Society , Badjic en zijn collega's creëerden moleculaire manden met aminozuren rond de randen. Deze aminozuren hielpen bij het vinden van gesimuleerde zenuwgassen in een vloeibare omgeving en leidden ze naar de mand.

De onderzoekers begonnen vervolgens een chemische reactie door een licht met een bepaalde golflengte op de manden te laten schijnen. Het licht zorgde ervoor dat de aminozuren een koolstofdioxidemolecuul afstoten, waardoor de zenuwgassen effectief in de manden werden opgesloten. Het nieuwe molecuulcomplex, niet meer oplosbaar in water, slaat neer (of scheidt zich af) van de vloeistof en wordt een vaste stof.

"We kunnen dan heel gemakkelijk de moleculaire mandjes met het zenuwgas eruit filteren en gezuiverd water overhouden, ' zei Badjic.

De onderzoekers hebben sindsdien een verscheidenheid aan moleculaire manden gemaakt met verschillende vormen en maten, en verschillende aminozuurgroepen rond de rand.

"We zouden in staat moeten zijn om manden te ontwikkelen die gericht zijn op een verscheidenheid aan verschillende gifstoffen, "zei hij. "Het zal geen wondermiddel zijn - het zal niet met alles werken, maar we kunnen het toepassen op verschillende doelen."

Hoewel dit vroege onderzoek de belofte aantoonde van moleculaire manden in de omgeving, de wetenschappers wilden zien of ze vergelijkbare structuren konden ontwikkelen die zenuwgassen of andere gifstoffen van mensen konden verwijderen.

In dit geval, je zou niet willen dat de manden met de zenuwgassen scheiden van het bloed, Badjic zei, omdat er geen gemakkelijke manier zou zijn om ze uit het lichaam te verwijderen.

In hun nieuwe krant Badjic en zijn collega's ontwikkelden een moleculaire mand met een bepaald type aminozuur - glutaminezuur - rond de rand. Maar hier experimenteerden ze met de uitstoot van meerdere koolstofdioxidemoleculen wanneer ze de moleculaire mandjes aan licht blootstelden.

In dit geval, ze ontdekten dat de moleculaire manden de gesimuleerde zenuwgassen konden vangen, zoals ze deden in het vorige onderzoek, maar ze sloegen niet neer uit de vloeistof. In plaats daarvan, de moleculen samengevoegd tot massa's.

"We ontdekten dat ze aggregeerden tot nanodeeltjes - kleine bolletjes bestaande uit een massa manden met zenuwgassen erin opgesloten, " hij zei.

"Maar ze bleven in oplossing, wat betekent dat ze uit het lichaam kunnen worden verwijderd."

Natuurlijk, je kunt geen licht in het lichaam gebruiken. Badjic zei dat het licht kan worden gebruikt om nanodeeltjes buiten het lichaam te creëren voordat ze in medicijnen worden gestopt.

Maar Badjic merkte op dat dit onderzoek nog steeds basiswetenschap is die in een laboratorium wordt gedaan en niet klaar is voor gebruik in het echte leven.

"Ik ben enthousiast over het concept, maar er is nog veel werk te doen, " hij zei.