13 نوفمبر 2023 (أضواء Nanowerk) الأطر المعدنية العضوية (MOFs) ظهرت في السنوات الأخيرة كفئة جديدة ومثيرة من المواد ذات الإمكانات الهائلة في مجالات متنوعة مثل تخزين الغاز، وتوصيل الأدوية، والتحفيز، والاستشعار الحيوي. تحتوي الأطر العضوية المعدنية، المصنوعة من أيونات معدنية مرتبطة بجزيئات عضوية، على شبكات مسامية مثالية لإيواء الجزيئات الضيف. إن هياكلها القابلة للضبط بدرجة كبيرة وتوافقها الحيوي تجعل من الأطر العضوية المعدنية مركبات واعدة للتوصيل والإطلاق العلاجي المستهدف. كان التركيز الرئيسي للباحثين هو تعبئة الجزيئات الكبيرة النشطة بيولوجيًا مثل البروتينات والإنزيمات داخل الأطر العضوية المعدنية. إن تعبئة هذه الجزيئات الكبيرة الحساسة في الأطر العضوية المعدنية يحميها من الانهيار والتدهور. وهذا يسمح باستخدامها كعلاجات ويجعلها أكثر استقرارًا للتحفيز والاستشعار الحيوي. كما تختار تعبئة الأطر العضوية المعدنية أيضًا أصناف البروتين ذات الحجم الجزيئي الأكبر وسلاسل السكر المضافة، مما يعزز فعاليتها. على الرغم من الحماس حول تركيبات البروتين المعدني العضوي، إلا أن قياس كفاءة التعبئة بدقة ظل يمثل تحديًا رئيسيًا. يعد هذا القياس أمرًا بالغ الأهمية لتحسين هذه المواد المختلطة. لكن الباحثين أبلغوا عن كفاءات تعبئة مختلفة جدًا لمخاليط متطابقة من البروتين والأطر العضوية المعدنية، مما يشير إلى أن ذلك يعتمد على طريقة القياس الكمي المستخدمة. لم تكن هناك مقارنات شاملة بين التقنيات سابقًا، وهي فجوة تمت معالجتها مؤخرًا مجلة التكنولوجيا الحيوية دراسة ("مقارنة طرق قياس كمية البروتين لتغليف البروتين مع الأطر المعدنية العضوية ZIF-8"). لكل من طرق القياس الكمي التي تمت تجربتها سابقًا عيوب تجعلها غير مناسبة للبروتينات المغلفة في الأطر العضوية المعدنية. تعاني فحوصات البروتين اللونية مثل Coomassie وحمض البيسينكونيك (BCA) من تداخل مكونات وزارة المالية. تعمل روابط MOF العضوية على زيادة قراءات الخلفية بينما تمنع الأيونات المعدنية تطور اللون، مما يقلل من الحساسية. يتطلب مضان صفيحة ميكروسكوبية بروتينات مترافقة مع علامات الفلورسنت، مع إضافة خطوات. تتضمن تقنيات الجل مثل SDS-PAGE معالجة واسعة النطاق وزيادة التباين. يعد العثور على طرق دقيقة لتحليل التغليف أمرًا حيويًا لتحقيق وعد منصات وزارة المالية. يجب أن تحافظ الإنزيمات المغلفة على نشاطها بعد المرور عبر الحواجز البيولوجية. وكفاءة التغليف تحدد بشكل مباشر الجرعة العلاجية الفعالة. يؤكد المؤلفون أن "تحديد طريقة سريعة وفعالة لتقييم تغليف الجزيئات الحيوية هو المفتاح لقبولها على نطاق أوسع". قام الباحثون بتقييم منهجي للعديد من تقنيات القياس الكمي الشائعة باستخدام إطار إيميدازوليت الزيوليتي MOF-8 (ZIF-8) المدروس جيدًا وألبومين المصل البقري النموذجي (BSA). قاموا بتركيب ZIF-8 المغلف لـ BSA وإنزيم الكاتلاز المضاد للأكسدة. قام الفريق بتقييم كفاءة التغليف عبر صفيحة BCA، وCoomassie، ومقايسات التألق، وSDS-PAGE، واللوني لاستبعاد الحجم، وقياس الطيف الكتلي. كشفت النتائج عن تباين مذهل عبر التقنيات، مما يشير إلى أن مستويات التغليف تعتمد بشكل كبير على الطريقة. أنتجت الكميات الفلورية نسب التغليف الأكثر اتساقًا مع أقل الخلفية. كما أكدت أيضًا إثراء الوزن الجزيئي العالي والبروتينات الغليكوزيلاتدية بعد تغليف MOF. لكن هذا النهج يتطلب وضع علامات على البروتينات بعلامات الفلورسنت. من بين فحوصات القياس اللوني، قدمت BCA نطاق كشف أوسع من Coomassie. ومع ذلك، كان اتفاق التعاون الأساسي أقل حساسية أقل من 10 ميكروغرام/مل بسبب تدخل رابط. أظهر Coomassie نطاقًا خطيًا أضيق وخلفية أعلى بالنسبة لاكتشاف التألق. وفي الوقت نفسه، عانى SDS-PAGE واللوني لاستبعاد الحجم من معالجة العينات ومعالجة التحف على نطاق واسع. النتائج لها أهمية واسعة لتقييم تغليف الجزيئات الحيوية في الأطر العضوية المعدنية القائمة على الإيميدازول. يسلط هذا العمل الضوء على الحاجة الماسة لمراعاة القيود المفروضة على تقنيات القياس الكمي عند تصميم منصات البروتين MOF. قدم الكشف الفلورومتري تحليل تغليف دقيق إلى حد معقول. ولكن وضع علامات الفلورسنت قد لا يكون ممكنا لجميع البروتينات، وخاصة بكميات منخفضة. وخلص الباحثون إلى أن "نتائجنا يمكن أن تساعد في تطوير أنظمة الأطر العضوية المعدنية الحيوية ببيانات أكثر دقة، وتسريع استخدامها في الحفز والتطبيقات الطبية الحيوية". تظل طرق تقدير التغليف الأكثر كفاءة وقابلة للتكرار والمطبقة عبر مجموعات متنوعة من الجزيئات الحيوية من وزارة المالية حيوية لدفع هذا المجال إلى الأمام. كشفت هذه المقارنة الصارمة للمنهجية عن تباين مدهش في تقييم كفاءة تغليف وزارة المالية. تؤكد الدراسة على أنه يجب على الباحثين اختيار تقنيات القياس الكمي بحكمة عند هندسة مركبات البروتين والأطر العضوية المعدنية لإطلاق العنان لإمكاناتها الكاملة.

By

مايكل
بيرجر

- مايكل مؤلف لثلاثة كتب للجمعية الملكية للكيمياء:
جمعية النانو: دفع حدود التكنولوجيا,
تقنية النانو: المستقبل صغيرو
هندسة النانو: المهارات والأدوات التي تجعل التكنولوجيا غير مرئية
حقوق الطبع والنشر ©

نانويرك ذ

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64039.php