Trinity-wetenschappers hebben zich laten inspireren door de natuur om lichtgevende, zelfherstellende gels te maken met een reeks mogelijke toepassingen, variërend van het vervalsen van bankbiljetten tot de volgende generatie bio-sensing en beeldvorming.

Cruciaal is dat de wetenschappers guanosine (een molecuul dat veel belangrijke metabolische rollen in onze cellen speelt) in deze gels hebben kunnen introduceren en andere moleculen hebben toegevoegd die opwindende dingen kunnen doen vanuit een materiaal- en biologische wetenschappenperspectief. Een dergelijke toevoeging aan deze gels is die van lanthanide-ionen, die unieke eigenschappen bezitten, waaronder luminescentie, magnetisme en het vermogen om specifieke reacties te versnellen. De studie werd gepubliceerd in de recente editie van het Cell Press-tijdschrift Chem .

Guanosinegels vertonen chiraliteit (linkshandige heliciteit in dit geval) en de wetenschappers concentreerden zich op het overbrengen van die eigenschap naar de lanthanide-elementen van de gels zodra die ionen waren toegevoegd.

Hoewel dat misschien nog maar een simpele stap in het chemische recept lijkt, is het een sprong die deuren opent naar een groot aantal nieuwe toepassingen, omdat het betekent dat deze gels nauwkeurig verschillende intensiteiten kunnen signaleren van wat ze ook zijn ontworpen om te voelen.

Vanuit medisch perspectief zou dat kunnen betekenen dat bijvoorbeeld de aanwezigheid - en de hoeveelheid - van een biomarker van belang nauwkeurig kan worden gedetecteerd. Maar de mogelijkheden zijn zo talrijk dat het team nu de tijd moet nemen om te bepalen welke richting het onderzoek op moet.

Oxana Kotova, Research Fellow in Trinity's School of Chemistry en AMBER, het SFI Center for Advanced Materials and BioEngineering Research, is de eerste auteur van de gepubliceerde studie.

Dr. Kotova, die is gevestigd in de School of Chemistry, gevestigd in het Trinity Biomedical Sciences Institute (TBSI), zei:"We zijn geïnteresseerd in het ontwikkelen van supramoleculaire hydrogels zoals deze, omdat ze zoveel deuren openen naar nieuwe toepassingen op verschillende gebieden van biologische Door chiraliteit over te brengen op de lanthanide-elementen van deze gel, zijn we in staat geweest om de chirale luminescentierespons van de laatste te wijzigen, wat kan helpen bij het toekomstige begrip van recent ontdekte biologische functies van lanthanide en bij de ontwikkeling van toekomstige generatie sensoren en beeldvormende middelen. We vinden het fascinerend dat dergelijke opties voortkomen uit een nieuw materiaal dat zelf is ontstaan ​​door inspiratie uit de biologie te halen."

Thorfinnur Gunnlaugsson, hoogleraar scheikunde aan de Trinity's School of Chemistry and AMBER, en gevestigd in TBSI, is de hoofdauteur van het onderzoeksartikel. Hij voegde eraan toe:"Het idee dat Oxana hier had, was om bio-geïnspireerde DNA-bouwstenen te gebruiken om lichtgevend responsief zacht materiaal te genereren dat niet alleen emitteert onder lichte bestraling, maar ook zelfherstellend is, wat op zichzelf kan leiden tot verschillende toepassingen, zoals zoals bij responsief printen met inkt.

"Bovendien is het materiaal gepresenteerd in deze Chem artikel, aanleiding geeft tot de op chirale gebaseerde emissie bij bestraling van zichtbaar licht. Dit betekent dat we met behulp van een techniek die circulair gepolariseerde luminescentie (CPL) wordt genoemd, de 'rechts- of linkshandige' (bijvoorbeeld de gepolariseerde) emissie van het materiaal kunnen waarnemen. Het gebruik van deze spectroscopische techniek wordt snel duidelijk en het gebruik ervan in chemisch en biologisch onderzoek vindt zijn niche. Dit heeft aanzienlijke gevolgen voor de mogelijke toepassingen van op lanthanide gebaseerd bio-geïnspireerd zacht materiaal, zoals voor het monitoren van biologische processen, in live cellulaire beeldvorming en bij medicijnafgifte, om er maar een paar te noemen.

"De CPL-techniek is ook een belangrijk middel om 'responsieve' vervalsingsinkten te ontwikkelen voor gebruik bij het afdrukken van bankbiljetten, etiketten, enz. Daarom zijn de kansen hier enorm voor toekomstige ontwikkelingen en we zijn verheugd deel uit te maken van deze belangrijke bevinding, die alleen mogelijk werd gemaakt door het samenkomen van vooraanstaande onderzoeksgroepen met een sterke expertise." + Verder verkennen

Onderzoekers bereiken gastgestuurde zelfassemblage en chirale inductie van fotofunctionele tetraëdrische kooien van lanthanide