泥浆工程师点亮肽型两亲纳米纤维的研究
June 3, 2024
As engineers, 太阳2平台的惠特尼·福勒教授和她的学生运用他们的数学知识, 科学和技术解决问题和发明新事物. 在工程交叉领域工作, chemistry, 材料科学与生物学, Fowler, Natchayaporn Sindhurattavej ' 26, Shreya Jampana ’26, Mai Phuong Pham ‘25, Leonardo Romero ‘25, 25岁的安娜·格蕾丝·罗杰斯和25岁的格里芬·史蒂文斯正在设计分子系统，以应对全球水危机带来的挑战. 该小组目前的研究 was published in ACS Biomacromolecules in the special issue Peptide Materials.
“There currently are a lot of ways to cheaply purify water in places all around the world; they just might not be implemented,” says Fowler. “但是没有很多技术可以让社区和非政府组织亲眼看到他们的水有多纯净. 这里有一个巨大的数据缺口，这是因为技术不存在. 我想在我的研究小组中解决这个问题.”
福勒和她的学生们通过分子工程制造出了具有迷人特性的自组装纳米纤维. 利用氨基酸作为构建单元, 他们编程肽两亲体(PAs)在水中自发自组装成纳米纤维结构. “当它们自我组装时，它们本质上就会发出荧光，这是一种 我去年有了一个激动人心的发现,” says Fowler. “在最近的工作中, 我们假设我们可以通过分子设计氨基酸序列来限制纳米纤维结构中PAs的分子运动来增强荧光. 我们认为分子在摆动时不会损失能量, 这种能量可以以荧光灯的形式发射出来. 我们的假设是正确的! 我们选择了一个限制运动的氨基酸序列, 纳米纤维的荧光强度是原来的10倍.”
Fowler的研究小组现在正在将这个分子序列与一个附加的结合基序结合到PA中, 这使得研究小组能够设计出受蛋白质启发的荧光传感器来检测水中的污染物. 当氨基酸序列在水中与目标结合时, 荧光信号会发生变化，表明有污染物存在.
“这是令人兴奋的，因为蛋白质能够以非常高的特异性与许多靶标结合,” Fowler says. “我们可以利用这种生物能力，并将其整合到一种合成材料中，我们可以优化并重新用于我们的应用.福勒将在今年夏天与学生研究人员一起继续这项研究.
