Ķīmiķi Projektēšana nenoteikta, lai palīdzētu nāvējošo nervu aģentiem

Neaizsargāti piegādāti lietussarga galā vai durvju rokturis, nervu aģenti ir klusa, bet nāvīga. Samazinot muskuļu kontroli elpošanai, šo ķīmisko karadarbības līdzekļu galīgais rezultāts ir nosmakšana sāpīgu minūšu laikā.

Ar šiem nepatīkamajiem savienojumiem parasti ir vajadzīgs ķimikāliju kokteilis, bet ir publicēti jauni pētījumi Ķīmija - Eiropas Vēstnesis nosaka citu iespējamo aizsardzības veidu pret šiem ieroču veidiem. Ohaio štata universitātes zinātnieki nesen izpētīja iespēju izmantot kaut ko, ko viņi sauc par „molekulārajiem groziem”, lai uztvertu nervu aģentu vai citu kaitīgu vielu, kas rada gaisu, ar nākotnes cerībām uz bioloģisko izmantošanu.

Kā darbojas šie „molekulārie grozi”?

Ohajas Valsts universitātes ķīmijas un bioķīmijas profesors Jovica Badjic izveidoja dizaineru molekulas grozi. Katrai molekulai uz loka ir aminoskābe, kas palīdz noteikt, kāda būs grozs. Kad komanda šajās molekulās spīd ultravioletās gaismas, savienojumi zaudē oglekļa dioksīda molekulas, kas liek grozam sapulcēties un apkopot, paņemot nervu aģentu gar ceļu, lai veidotu kolektīvu masu.

Iepriekšējos pētījumos šīs gaismas aktivētās molekulas veidoja viegli noņemamu cietvielu. Kaut arī ūdens tvertnē tas ir daudzsološs, ķermeņa iekšpusē izveidojot stabilu ideju, tas nav ideāls. Badjic jaunākajā pētījumā molekulārie grozi ar glutamīnskābi apvienoti kā nanodaļiņas, nevis cieta viela. Tā kā tās ir sīkas daļiņas (diametrs no 50 līdz 100 nm) un tās paliek šķīdumā, tās teorētiski varētu būt tikai caur cilvēka ķermeni un iziet bez problēmām.

Nanodaļiņas jau sen ir fascinējušas pētniecības kopienu kā daudzsološu līdzekli narkotiku piegādei, jo īpaši vēža apkarošanai. Šajā gadījumā Badjic jaunais molekulārais grozs, nevis vielu ievadīšanu ķermenī, iegūst, izmantojot vielu. Pēc rafinēšanas nanodaļiņas var tikt patērētas pirms ieiešanas konflikta zonās vai integrētas pašreizējā ārstēšanas kokteilī.

Kad runa ir par nervu aģentiem, ātrums ir svarīga vienādojuma sastāvdaļa, jo tās var rīkoties dažu minūšu laikā, vai arī tās var būt vairākas dienas.

„Es uzskatu, ka molekulārā atpazīšanas process ir diezgan ātrs.” Saka Badjic. "Ja nanodaļiņas jau atrodas organismā, jūs pazemināt nervu aģentu koncentrāciju šķīdumā un palēnināt procesu."

Pielietotie molekulārie grozi sacentīsies pret nervu aģentu mērķi saistīties ar acetilholīnesterāzes (AChE) fermentu. Nervu ierosinātāji saista AChE, lai bloķētu neirotransmitera ražošanu, kas ļauj organismam sazināties ar saviem orgāniem. Savācot nervu aģentu un izšļakstot tos pirms šī savienojuma rašanās, molekulārie grozi varētu novērst vai samazināt šī uzbrukuma intensitāti ķermenī, bruģējot ceļu citām zālēm, piemēram, diazepamam un midazolam (pretkrampju līdzekļiem), lai pabeigtu cīņa.

Badjic molekulām var būt arī nozīme, ja ķermenis nav toksisks. Nervu aģentiem un pesticīdiem patiešām ir līdzīga molekulārā struktūra - pietiekami līdzīgi, ka molekulārie grozi varētu tos paņemt.

„Pesticīdu dēļ gadā mirst aptuveni 200 000 cilvēku.” Saka Badjic. „Tā ir arī nopietna problēma, kas jārisina.” Lai gan pesticīdi nav tikpat indīgi kā nervu aģenti, tiem ir ilgtermiņa spēle, jo tie ir saistīti ar tādām slimībām kā vēzis un Alcheimera slimība.

Kas nāk?

„Es tiešām gribētu redzēt, kā molekulārie grozi darbojas bioloģiskajās sistēmās,” saka Badjic. Komanda jau apstiprināja, ka nanodaļiņas darbojas urīnā; asinis ir nākamā pārbaudāmā vide, lai gan atsevišķu risinājumu testēšana joprojām ir tālu no pilniem bioloģiskajiem paneļiem.

Nākotnē, Badjic iedomāties, ka dobās nanodaļiņas var gan piegādāt nervu aģentu kokteili, gan savākt atlikumus, lai pārvadātu ārpus ķermeņa.

„Es esmu satraukts par rezultātu,” saka Badjic. "Es nevēlos pārāk tālu uz priekšu."