Il-valur ewlieni ta 'aċidu fenilborikutinsab fl-orbitali vojta defiċjenti ta' l-elettroni uniċi tagħha ta' l-atomu tal-boron, li jippermettulu li jgħaddi minn rbit kovalenti riversibbli ma' molekuli li fihom strutturi cis diol (bħal glukożju). Din il-proprjetà kimika li tidher sempliċi saret il-pedament tat-teknoloġija moderna tal-monitoraġġ kontinwu tal-glukożju - tissostitwixxi l-metodu enżimatiku tradizzjonali u tikseb sensing dinamiku stabbli fit-tul-tal-glukożju fluwidu tat-tessut mingħajr kalibrazzjoni frekwenti. Lil hinn mill-qasam mediku, hija wkoll "ċavetta molekulari" delikata: fis-sistemi ta 'konsenja tad-droga, tista' tirrilaxxa d-drogi b'mod intelliġenti bi tweġiba għal bidliet fil-livelli taz-zokkor fid-demm; fix-xjenza tal-materjali, tibni netwerks kovalenti dinamiċi li jsewwu lilhom infushom-; fil-bijoloġija kimika, huwa użat għall-qbid u l-analiżi tal-glikoproteini. Għalhekk, l-aċidu phenylboronic mhuwiex biss molekula kimika, iżda wkoll għodda molekulari universali li tgħaqqad il-kimika, il-bijoloġija u x-xjenza tal-materjali, u tikkonverti l-imgieba ta 'rikonoxximent mikroskopiku f'funzjonijiet intelliġenti makroskopiċi.
|
Formula Kimika |
C6H7BO2 |
|
Quddiesa eżatta |
122 |
|
Piż Molekulari |
122 |
|
m/z |
122 (100.0%), 121 (24.8%), 123 (6.5%), 122 (1.6%) |
|
Analiżi Elementali |
C, 59.10; H, 5.79; B, 8.87; O, 26.24 |
|
|
|
Id-dijabete hija marda metabolika b'kawżi multipli, ikkaratterizzata minn ipergliċemija kronika, akkumpanjata minn disturbi metaboliċi taz-zokkor, xaħam u proteini kkawżati minn sekrezzjoni ta 'insulina u/jew difetti funzjonali. Għal pazjenti b'dijabete dipendenti fuq l-insulina, hija meħtieġa injezzjoni ta' insulina taħt il-ġilda fit-tul, li tagħmel it-tolleranza tat-trattament fqira ħafna. Is-sistema ta 'twassil ta' l-insulina li tirregola lilhom infushom li tirregola l-glukożju fid-demm tista 'taġġusta l-ammont ta' insulina rilaxxata skont il-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm, u b'hekk iżżid it-tolleranza tat-trattament u tevita l-okkorrenza ta 'ipogliċemija. Huwa mod ideali ta 'amministrazzjoni.
Jista 'jifforma kumpless bil-glukożju, għalhekk f'dawn l-aħħar snin, ġie introdott fis-sistema tal-ġarr tad-droga bħala monomeru li jirrispondi għall-konċentrazzjoni tal-glukożju sabiex jirregola r-rilaxx tal-insulina b'mod awtonomu. L-insulina kienet glikosilata u marbuta ma' mikrosferi tal-ġel li fihom 4% (mo1) minnha. Meta l-glukożju jkun preżenti, l-insulina glikosilata taqa 'minħabba s-sostituzzjoni kompetittiva tagħha għalaċidu fenilborikusiti.
Sabu li bidla żgħira fil-konċentrazzjoni tal-glukożju twassal għar-rilaxx rapidu tal-insulina, u tista 'tikseb ir-rilaxx tal-polz bil-bidla tal-polz tal-konċentrazzjoni tal-glukożju. L-introduzzjoni ta 'gruppi amino fil-ġel phenylboronic tista' ttejjeb l-istabbiltà tal-joni fenilboronic, iżżid in-numru ta 'kumplessi phenylboronic taħt kundizzjonijiet fiżjoloġiċi ta' pH, iżżid it-tagħbija ta 'l-insulina, u tirrispondi għar-rilaxx tal-glukożju sa 120 siegħa.
Kważi l-membrani taċ-ċelluli bijoloġiċi kollha fihom sustanzi glycosylated, bħal glycolipids jew glycoproteins, b'numri differenti ta 'gruppi hydroxyl (per eżempju, gangliosides huma ċeramidi b'numri differenti ta' residwi taz-zokkor), għalhekk għandhom siti li jorbtu magħha. Din il-karatteristika tagħmel l-applikazzjoni ta 'PBA fl-inġinerija tat-tessuti aktar u aktar ikkonċernati. Ġiet studjata l-imġieba li torbot PAPBA ma 'JV acetylneuraminic acid (Neu5Ac, aċidu sialic) f'soluzzjonijiet ta' pH differenti.
Ir-riċerka turi li minħabba C Il-grupp amino 5-pożizzjoni għandu effett stabbli fuq l-atomu tal-boron. Fil-valur tal-pH fiżjoloġiku ta '7-4, il-kostanti ta' rbit ta 'PAPBA u Neu5Ac hija 7 darbiet dik ta' PAPBA u glukożju.
Tindika li Neu5Ac jista 'jkun ir-riċettur ewlieni fl-interazzjoni bejndanu bijofilm. Poly (L) kien imlaqqam biha u polyethylene glycol (PEG), rispettivament Lysine (PLL) iskeletru. PBA, bħala s-sit ta' rbit tal-kopolimeru, jista' jorbot ma' gruppi cis hydroxyl fuq riċetturi bħal glycolipids u glycoproteins fuq il-bijofilm, filwaqt li PEG huwa s-sit li ma jorbotx
Punt, jista 'jipprevjeni l-irbit ta' lectin u antikorp barrani. Billi taġġusta l-kontenut ta 'PBA u PEG fil-kopolimeru, jista' jkun marbut b'mod stabbli maċ-ċellula u jifforma saff protettiv tal-PEG barra ċ-ċellula. Għalhekk, dan il-kopolimeru jista 'jintuża biex jipprevjeni l-aggregazzjoni taċ-ċelluli kkawżata minn adeżjoni ta' antikorpi maċ-ċelluli ħomor tad-demm wara trasfużjoni tad-demm, u wkoll jipprevjeni l-adeżjoni ta 'newtrofili maċ-ċelluli endoteljali vaskulari wara riperfużjoni.
Jista 'jikkoopera ma' komposti polyhydroxy, li jagħmilha ħafna applikazzjonijiet fis-separazzjoni ta 'sustanzi bijoloġiċi. Fil-metodu ta 'separazzjoni kromatografika, l-introduzzjoni ta' minnhom monomeru fil-fażi stazzjonarja għandu effett ta 'separazzjoni tajjeb fuq polisakkaridi, glikolipidi, nukleotidi u sustanzi oħra. Partiċelli porużi omoġenji li kien fihom b'daqs ta' partiċelli ta' madwar 10 um ġew ippreparati permezz ta' "polimerizzazzjoni ta' mikro sospensjoni f'diversi stadji". L-imġiba ta 'assorbiment u desorbiment ta' B. nicotinamide adenine dinucleotide (~NAD) għal komposti dihydroxy ġiet investigata billi tużaha bħala molekula mudell.
Il-partiċelli uniformi jistgħu jintużaw bħala fażi stazzjonarja ta 'kromatografija likwida ta' affinità ta 'prestazzjoni għolja biex itejbu l-parametri tal-fluss u l-effiċjenza tas-separazzjoni tal-kolonna kromatografika, li hija mistennija li tintuża għas-separazzjoni u d-determinazzjoni tal-glikoproteini fil-plażma. Jista 'wkoll jiġi introdott fis-separazzjoni tal-membrana. Il-fattibilità li tissepara l-fruttożju mit-tank tal-fermentazzjoni billi tuża l-membrana likwida ta 'appoġġ li fihadanmonomeru ġie studjat. Instab li l-koeffiċjent ta 'separazzjoni selettiva tal-membrana tal-fibra vojta għall-fruttożju/glukożju jista' jilħaq 20. Għalkemm l-istabbiltà u r-rata tal-fluss tal-membrana jeħtieġ li jittejbu aktar, il-membrana għad għandha prospetti tajbin ta 'applikazzjoni.
Ġie rrappurtat li ġie introdott fis-sensor għall-iskoperta kwantitattiva ta 'polisakkarid u sustanzi idroksil oħra. Huwa u monomeri oħra jintużaw biex jiffurmaw film fuq il-wiċċ tal-elettrodu tad-deheb. Metaaċidu fenilborikujgħaqqad ma 'zokkor f'soluzzjoni, il-proprjetà tal-elettroliti tal-film tinbidel, u tikkawża bidliet fil-kurrent, u din il-bidla hija relatata mal-konċentrazzjoni ta' zokkor, li tista 'tintuża għal skoperta kwantitattiva ta' polisakkaridi. Barra minn hekk, il-komposti tal-mercaptan li kien fihom minnhom ġew sintetizzati u mmuntati fuq il-wiċċ tad-deheb biex jiffurmaw film TGA-PBA/Au awto-immuntat, li jista 'jikseb skoperta ta' sensittività għolja ta 'monosaccharides.
Min-naħa l-oħra, jiġi introdott fis-sottostrat tal-ġell, u l-ologramma tas-sistema tiġi osservata: meta l-glukożju u sustanzi oħra jiġu kkombinati magħha, il-ġell jespandi, u jirriżulta fiċ-ċaqliq aħmar tal-wavelength tad-diffrazzjoni tal-ologramma. Din il-proprjetà tista 'tintuża biex tiskopri b'mod kwantitattiv il-konċentrazzjoni tal-glukożju. Is-sistema tista' tintuża għall-monitoraġġ ta'-ħin reali tat-tkabbir taċ-ċelluli. Jekk materjali bijokompatibbli jintużaw bħala sottostrati tal-ġel, jistgħu jintużaw bħala sensuri olografiċi selettivi għall-konċentrazzjoni tal-glukożju fil-fluwidi tal-ġisem. Jekk grupp fluworexxenti jiġi introdottdan, l-imġieba li torbot tagħha mal-glukożju u sustanzi oħra se twassal għal bidliet fil-fluworexxenza. Ibbażat fuq din il-proprjetà, metodu ta 'fluworexxenza aktar sensittiv jista' jiġi ddisinjat biex jiskopri glukożju u sustanzi oħra.
Kien hemm ħafna studji f'dan il-qasam u reviżjonijiet relatati. Minħabba li l-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm hija importanti ħafna għad-dijanjosi u t-trattament tad-dijabete, ħafna riċerkaturi huma impenjati li jiżviluppaw tekniki mhux-invażivi li jistgħu jimmonitorjaw kontinwament il-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm fil-ġisem. Il-lenti eżistenti li ġiet ottimizzata għall-aġġustament tal-viżjoni u l-permeabilità tal-ossiġnu hija inkorporata fl-ilma-solubbliaċidu fenilborikuderivattivi li fihom gruppi fluworexxenti. Il-lenti magħmula b'dan il-mod tista 'malajr u innokwament tiskopri l-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-dmugħ, u mbagħad tikseb il-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm. Għalhekk, huwa strument ideali għall-monitoraġġ ta'-ħin reali tal-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm ta' pazjenti bid-dijabete.
Metodu ta 'preparazzjoni: l-iskema teknika ewlenija hija: il-preparazzjoni ta' PBA jinkludi żewġ passi: il-preparazzjoni ta 'soluzzjoni ta' reazzjoni Grignard u l-preparazzjoni tagħha mis-soluzzjoni ta 'reazzjoni Fit-tieni pass, tributyl borate jintuża biex jissostitwixxi trimethyl borate fil-proċess antik, sabiex ir-rendiment tal-prodott jista' jilħaq mill-inqas 60%; Fil-proċess ta 'reazzjoni, tributyl borate huwa idrolizzat mill-aċidu biex jipproduċi butanol. Minħabba li l-punt tat-togħlija tiegħu huwa ħafna ogħla minn tetrahydrofuran, jista 'jiġi distillat u separat b'mod effettiv, u tetrahydrofuran li neħħa l-butanol jista' jiġi ttrattat. Jista 'jerġa' jintuża għas-sintesi tiegħu, jiffranka l-materja prima, u jnaqqas l-ispiża tal-produzzjoni tal-prodott b'aktar minn 50%. L-użu ta 'dan il-proċess biex jipproduċi għandu l-vantaġġi ta' effiċjenza għolja tal-prodott u spiża baxxa tal-produzzjoni.
PBA huwa kompost organiku li fih il-boron, b'formula molekulari ta 'C ₆ H ₇ BO ₂ u piż molekulari ta' 121.93. Fl-istruttura tal-kristall rhombohedral abjad tagħha, l-atomi tal-boron ibridizzaw ma 'sp² biex jiffurmaw konformazzjoni trijangolari planari, li jkun fiha orbitali p vojta, li tagħtiha aċidità Lewis unika. Dan il-kompost wera valur ta 'applikazzjoni estensiv fis-sinteżi organika, ix-xjenza tal-materjali, il-bijomedika u oqsma oħra, u l-proprjetajiet kimiċi tiegħu jistgħu jinġabru sistematikament fil-qosor kif ġej:
|
|
|
|
|
Il-pKa tal-PBA huwa ta 'madwar 8.8, u hemm ekwilibriju dinamiku fis-soluzzjoni akwea tiegħu: meta pHpKa, atomi tal-boron jingħaqdu ma' joni idrossidu biex jiffurmaw sp ³ ibridizzazzjoni, li jiġġeneraw anjoni borate tetrahedral li juru idrofiliċità. Din it-tranżizzjoni ta' konformazzjoni li tirreaġixxi għall-pH hija l-bażi għall-bini ta' materjali intelliġenti, pereżempju, l-immuntar u ż-żarmar tal-awto-aċidu fenilborikupolimeri li fihom jista 'jinkiseb billi jiġi aġġustat il-valur tal-pH tas-soluzzjoni.
PBA jista 'jifforma bonds ester boronic riversibbli ma' komposti li fihom gruppi cis dihydroxy, bħal glukożju, alkoħol polyvinyl, catechol, eċċ. Il-mekkaniżmu ta 'reazzjoni jinvolvi l-koordinazzjoni ta' orbitali vojta ta 'boron atom b'elettroni ta' par isolati ta 'atomi ta' ossiġenu hydroxyl, li jiffurmaw struttura ċiklika ta 'ħames jew sitt membri. L-istabbiltà tal-bonds tal-ester hija regolata bil-valur tal-pH: taħt kundizzjonijiet alkalini, l-anjoni tal-borat jirreaġixxu ma 'gruppi dihydroxy biex jiffurmaw bonds esteri stabbli; Taħt kundizzjonijiet aċidużi, il-qsim tal-bonds tal-ester jirrilaxxa sottostrati. Barra minn hekk, komposti dihydroxy kompetittivi fis-sistema jistgħu jissostitwixxu bonds ester diġà ffurmati, li ntużaw biex jiġu żviluppati sistemi ta 'kunsinna ta' insulina li jirrispondu għall-glukożju.
Fil-qasam tax-xjenza tal-materjali, il-proprjetajiet kovalenti dinamiċi tal-bonds tal-esteri tal-borat jagħtu lill-idroġels b'kapaċità ta' fejqan awto-. Pereżempju, l-idroġel tal-alkoħol polyvinyl li fih PBA jista 'jiġi rikostitwit b'mod spontanju wara l-ksur, u r-rata ta' rkupru tal-proprjetà mekkanika tiegħu tista 'tilħaq aktar minn 90%, u tipprovdi idea ġdida għall-iżvilupp ta' materjali tal-ġilda bijonika.
PBA juri reattività għolja lejn speċi ta 'ossiġnu reattiv (ROS). Meta tieħu l-perossidu tal-idroġenu bħala eżempju, il-mekkaniżmu ta 'ossidazzjoni tiegħu jinkludi: attakk nukleofiliku ROS fuq orbitali vojta tal-atomu tal-boron iqanqal arranġament mill-ġdid tal-elettroni, li jifforma intermedji tal-perossidu, segwit minn idroliżi biex jitneħħew gruppi tal-aċidu boroniku. Din il-karatteristika tintuża biex jinbnew trasportaturi tad-droga li jirrispondu għall-ROS, bħal nanopartiċelli modifikati PBA li jistgħu jiġu degradati speċifikament fil-mikroambjent tat-tumur (konċentrazzjoni ta 'ROS sa 10 ⁻⁴ M), u jinkiseb rilaxx preċiż ta' mediċini kontra l-kanċer. Dejta sperimentali turi li dan it-tip ta 'trasportatur għandu stabbiltà ogħla b'mod sinifikanti fit-tessuti normali (konċentrazzjoni ROS<10 ⁻⁷ M) than in tumor tissues.
L-orbitali vakanti tal-atomi tal-boron jistgħu jiffurmaw rabtiet ta' koordinazzjoni ma' komposti li fihom in-nitroġenu-bħal piridina, amini, u molekuli tad-droga bħal doxorubicin. Din l-interazzjoni tintuża għat-tagħbija tad-droga u għall-iżvilupp tas-sistema ta 'rilaxx ikkontrollat. Pereżempju, nanopartiċelli tas-silika mesoporuża modifikati PBA jistgħu jimmobilizzaw doxorubicin permezz ta 'bonds ta' koordinazzjoni tan-nitroġenu tal-boron, b'kapaċità ta 'tagħbija ta' droga sa 15% wt, u r-rilaxx tad-droga jista 'jiġi attivat minn qsim ta' bonds ta 'koordinazzjoni f'ambjenti ta' tumur aċidużi. Barra minn hekk, PBA jifforma kumpless stabbli b'bażijiet ATP adenine (Kd ≈ 10 ⁻⁵ M), li jipprovdi bażi molekulari għall-kostruzzjoni ta 'nanovalvi li jirrispondu għall-ATP.
Bħala reaġent ewlieni fir-reazzjoni tal-igganċjar ta 'Suzuki, PBA jista' jifforma b'mod effiċjenti bonds tal-karbonju tal-karbonju b'alidi aryl taħt il-kataliżi tal-palladju. Il-mekkaniżmu ta 'reazzjoni jinkludi: żieda ossidattiva (Pd ⁰ → Pd ² ⁺), metalizzazzjoni (koordinazzjoni bejn PBA u Pd ² ⁺), u eliminazzjoni ta' tnaqqis (formazzjoni ta 'idrokarburi aromatiċi). Taħt kundizzjonijiet assistiti mill-microwave-, ir-rendiment tar-reazzjoni ta 'PBA b'aryl chloride jista' jilħaq 92%, u l-ħin ta 'reazzjoni jitqassar għal 10 minuti. Din ir-reazzjoni saret għodda importanti għas-sintetizzazzjoni tal-molekuli tad-droga (bħall-mediċina kontra l--kanċer imatinib), materjali tal-kristalli likwidi, u polimeri funzjonali.
PBA għandu kapaċità għolja ta 'rikonoxximent selettiv għal bijomolekuli li fihom gruppi cis dihydroxy. Il-wiċċ taċ-ċelluli tat-tumur jesprimi ħafna l-aċidu sialiku (li fih struttura dihydroxy tal-aċidu neuraminiku), u n-nanopartiċelli modifikati PBA jistgħu jimmiraw speċifikament lejn it-tessuti tat-tumur, b'effiċjenza tal-mira 5.8 darbiet ogħla minn partiċelli mhux modifikati. Barra minn hekk, il-kombinazzjoni dinamika ta 'PBA u glukożju intużat biex tiżviluppa sistema ta' monitoraġġ kontinwu tal-glukożju fid-demm b'sensittività ta 'skoperta ta' 0.1 mM u ħin ta 'rispons ta' inqas minn 30 sekonda.
Il-proprjetajiet kimiċi ta 'aċidu fenilborikujinkludu dimensjonijiet multipli, inkluż ekwilibriju aċidu-bażiku, kimika kovalenti dinamika, rispons redox, koordinazzjoni, u attività katalitika. Dawn il-karatteristiċi jagħmluha pjattaforma ideali għall-bini ta' sistemi intelliġenti ta' kunsinna tad-droga, materjali li jfejqu lilhom infushom, bijosensuri, u molekuli organiċi funzjonali. B'fehim aktar profond tal-mekkaniżmu kimiku tal-boron, il-prospetti ta 'applikazzjoni tal-PBA fil-mediċina ta' preċiżjoni, materjali li jirrispondu għall-ambjent, u oqsma oħra se jkomplu jespandu.
FAQ
1. X'inhuma l-proprjetajiet kimiċi ewlenin ta 'l-aċidu Phenylboronic?
Huwa kompost tal-boron organiku, u l-karatteristika ewlenija tiegħu ġejja min-natura defiċjenti ta' elettron-ta' l-atomu tal-boron, li tippermettilu jorbot b'mod riversibbli ma' strutturi li fihom id-dioli cis (bħal zokkor) jew ċerti gruppi funzjonali tan-nitroġenu. Din il-proprjetà tagħmilha għodda ewlenija għall-sensing kimiku u r-rikonoxximent molekulari.
2. X'rwol għandu fil-monitoraġġ taz-zokkor fid-demm?
Huwa l-komponent ewlieni ta 'identifikazzjoni tas-sensuri fil-biċċa l-kbira tas-sistemi ta' monitoraġġ kontinwu tal-glukosju (CGM). Billi torbot b'mod riversibbli l-glukożju fil-fluwidu tat-tessut, jikkawża bidliet fis-sinjali kurrenti jew fluworexxenti, li jippermetti kejl tal-konċentrazzjoni tal-glukożju fid-demm b'ħin reali-ħieles b'enżima-, u jevita l-iżvantaġġ ta' metodi enżimatiċi tradizzjonali li huma suxxettibbli għall-inattivazzjoni.
3. Minbarra l-monitoraġġ taz-zokkor fid-demm, x'inhuma xi oqsma oħra ta' applikazzjoni-aktar avvanzata?
Inkluż: 1) Kunsinna tad-Droga: Iddisinjar ta 'sistemi "intelliġenti" ta' rilaxx tad-droga billi tissaħħaħ is-sensittività tagħha għaz-zokkor; 2) Kimika Kovalenti Riversibbli: Użata għal twaħħil kovalenti dinamiku u materjali li jsewwu lilhom infushom -; 3) Analiżi u Separazzjoni tal-Glycoprotein: Ibbażat fuq il-kapaċità speċifika tagħha ta 'qbid għal strutturi taz-zokkor.
It-tags Popolari: phenylboronic acid cas 98-80-6, fornituri, manifatturi, fabbrika, bl-ingrossa, jixtru, prezz, bl-ingrossa, għall-bejgħ