物理科技生物学-PHYICA

趁我们还年轻23集这些微小的自组装陷阱捕获全氟辛烷磺酸

化学 2021-12-17 00:02:15

布法罗大学夏洛特·许著 一项研究发现,自组装分子陷阱与某些全氟辛烷磺酸相互作用

这里拍摄的陷阱是紫色的微晶

信用:Heshali Welgama 布法罗大学的化学家已经表明,自组装分子陷阱可以用来捕获全氟辛烷磺酸——一种已经污染了世界各地饮用水供应的危险污染物

这些陷阱是由铁基有机建筑块制成的,它们像乐高积木一样连接在一起,形成一个四面体笼子

实验表明,这些结构与某些全氟辛烷磺酸(全氟和多氟烷基物质的简称)结合,实验室分析揭示了这是如何发生的

研究人员说,事实证明,这种全氟辛烷磺酸会牢固地附着在笼子的外面,而不会被夹在里面

这些见解在本月发布的一项研究中有详细阐述,可以帮助科学家以有利的方式微调陷阱——例如,通过扩大笼子的开口来捕捉其他类型的全氟辛烷磺酸

最终目标是在将全氟辛烷磺酸与水隔离的系统中使用这种被称为金属笼的笼子,这可能导致更好的水处理,或者改进检测水中污染物的技术

“全氟辛烷磺酸是高度稳定的有毒化学品,会对人类健康造成不利影响,”戴安娜·阿迦博士说

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,亨利M

阿伯文理学院化学教授

“越来越多的证据表明,接触全氟辛烷磺酸与人类和动物的不良健康后果之间存在联系,其潜在影响包括出生体重下降、生育能力下降、糖尿病和某些癌症风险增加等

我们新论文中的发现令人兴奋,因为它们提供了分子陷阱对某些全氟辛烷磺酸是有效吸附剂的证据

" “我们对这项工作可能发展的一些方式感到非常兴奋,从能够检测目前分析可能遗漏的全氟辛烷磺酸,到改变笼子,使它们除了结合全氟辛烷磺酸之外,还能摧毁它们,”蒂姆西·库克博士说

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,UB文理学院化学助理教授

库克和阿迦以及克雷萨·瑞亚·普领导了这项研究

龙符博士

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最近刚从库克实验室毕业的玛丽·格蕾丝·E

监护人,博士

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阿迦实验室的候选人

所有的团队成员都做出了重要的贡献,龙符和卫报率先在实验室进行实验和分析工作

这项研究刊登在5月18日出版的《无机化学》杂志的封面上

库克创造了封面艺术,他用钢笔在纸上手绘,然后数字化并上色

该图描绘了分子构建块自组装形成四面体结构,这些结构会聚在全氟辛烷磺酸分子上

这些陷阱捕获了一部分全氟辛烷磺酸 全氟辛烷磺酸不是单一化合物;它们是一组人造化学品,用于食品包装、不粘涂料、消防泡沫和其他物品

因为这些化合物不容易分解,所以它们会在环境中持续很长时间

许多研究已经在世界范围内的饮用水供应中检测到了全氟辛烷磺酸,包括阿迦和他的同事5月19日在《化学球体》杂志上发表的一篇论文

该项目在菲律宾和泰国寻找污染物,并在地表水、瓶装水和再填充站的水中发现它们

其他研究表明,全氟辛烷磺酸会在人体血液中积累

考虑到这些问题,库克、阿迦、龙符和卫报着手研究分子笼是否有助于捕获全氟辛烷磺酸

科学家筛选了大约12种不同类型的含有金属的自组装笼子

龙符在库克的实验室合成了笼子,而卫报在阿迦的实验室使用先进的分析技术来研究每个结构是否与全氟辛烷磺酸结合

这一过程将研究小组引向了铁基笼子,笼子中捕获了一部分具有六个或更多含氟碳原子链的全氟辛烷磺酸,包括全氟羧酸、磺酸和氟调聚物

下一个?调整笼子来捕捉更多的全氟辛烷磺酸——也许还能摧毁它们 这项研究为科学家提供了新的知识,可以帮助他们对笼子进行实验性改进

库克说,通过调整笼子的积木,研究人员有可能创造出与全氟辛烷磺酸结合更强的结构,吸收更多种类的污染物,甚至破坏化学物质

库克说:“我一直在阅读大众媒体的报道,报道称人们试图焚烧这些全氟辛烷磺酸,这可能会使问题变得更加严重。”

“它基本上只是把它们送到空中,然后把它们分散得更多

我想知道我们是否能开发出具有电或光化学特性的笼子,使它们能够破坏全氟辛烷磺酸中的化学键

" 阿迦说:“我希望分子阱能被设计成潜在的捕获最易溶于水的全氟辛烷磺酸,这些全氟辛烷磺酸通常不会被传统的水处理技术处理掉。”

“已经有许多吸附剂在使用,例如活性炭,它们与全氟辛烷磺酸相互作用

然而,活性炭没有易于调整的构件或孔隙——这就是金属场所的美

"

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