返回顶部
返回首页
返回首页
深圳湾实验室黄恺《ACS Nano》:揭示非对称修饰纳米孔离子整流微观机制,中国化工网,okmart.com
home 您现在的位置: 首页 >技术中心 > 详细信息
深圳湾实验室黄恺《ACS Nano》:揭示非对称修饰纳米孔离子整流微观机制
2021年11月17日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

生物纳米孔能够选择性地控制进出细胞不同区域的离子与大分子,这种选择通过性是源于在进化过程中不断优化的内部分子构型和带电环境,在生物探测,纳米过滤,能源转化等诸多领域展现出巨大的应用前景。人工仿生纳米孔的研究可以进一步帮助我们去理解在生物纳米孔当中的运输机制以及探索纳米孔的内部结构与其选择性通过的联系。理论模拟工作在人工仿生纳米孔的设计过程中则是起到了领航者的作用中国化工网okmart.com。受核孔复合体采用不对称排列的无序蛋白质进行门控的启发,深圳湾实验室黄恺组与美国西北大学Igal Szleifer组合作报道设计了一个由不对称聚两性电解质修饰内部的人工纳米核孔(图1),值得一提的是系统中的非对称性是通过在聚合物修饰物中引入了组分梯度来实现的。研究人员通过分子理论来研究该纳米孔设计在平衡态下的内部分子构象,带电环境以及聚两性电解质复杂的电荷管理过程,并且进一步开发了一套非平衡稳态分子理论用于研究在该纳米孔中的离子和大分子运输过程。研究结果表明,通过在纳米孔的聚合物涂层中加入pH敏感性的梯度,可以获得各种不对称的内部电荷分布和功能结构(图2),从而实现多种功能。该项研究首先预测了该设计可以作为离子整流器,并且在低盐浓度和适中的pH值条件下,整流因子超过了1000。在整流机理的解释方面,该工作也突破性地提供了引起纳米孔整流的的静电陷阱的理论证据­(图3)。除了整流功能,理论研究进一步预测了,该纳米孔的进出口在pH值的调控下表现得像一个“双门系统”,可以作为离子泵和pH响应型分子过滤器(图4和图5)。相关成果以题为“Design of Multifunctional Nanopore Using Polyampholyte Brush with Composition Gradient”近期发表在《ACS Nano》上,秦诗一博士为该论文第一作者,黄恺研究员与IgalSzleifer教授为通讯作者。


深圳湾实验室黄恺《ACS Nano》:揭示非对称修饰纳米孔离子整流微观机制 中国化工网,okmart.com

图1. (A) 利用不对称聚两性电解质修饰内部的人工纳米核孔的示意图,(B) 该纳米孔的俯视图,(C)纳米孔的仰视图

深圳湾实验室黄恺《ACS Nano》:揭示非对称修饰纳米孔离子整流微观机制 中国化工网,okmart.com

图2. (A,B,C) 纳米孔内部的聚合物分布的横街面图,(D,E,F) 纳米孔内部的电势分布图,(G,H,I) 纳米孔内部的电荷分布图。图2中的第一栏图的pH值为5.0,第二栏图采用的是pH=7.0,第三栏则为pH=9.0

标签:化工应用化工原料技术中心今日头条精细化学品
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国化工网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
中国化工网手机站MOBILE
扫描二维码,获取手机版最新资讯 公众号:中国化工网 您还可以直接微信扫描打开
全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识