Фермент открытия могут воспользоваться Национальная Безопаность и промышленности

Исследование

Новые датчики и системы обеззараживания Национальная Безопаность, охраны окружающей среды и энергетики, а также новые промышленные chemials и разлук, может быть возможным благодаря исследованиям в этой области на Департамент США по энергии Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL; Richland, WA) . Ученые там успешно иммобилизованных ферментов одновременно повышения их активности и стабильности.

Предыдущие попытки блокировать растворимых ферментов различных твердых материалов были разочаровывающими, поскольку лишь небольшое количество иммобилизованных ферментов показывала биологической активностью, говорит молекулярный биолог Эрик Акерман. "Впервые мы иммобилизованных ферментов при высоких концентрациях таким образом, что на самом деле повышает его устойчивость и деятельности". В ходе эксперимента, они почти в два раза уровень активности фосфорорганических гидролазы, фермент для ее потенциал для биодатчиков и дезактивации ядовитых веществ.

Для достижения укрепления стабильности и активности, Аккерман и его коллеги внесли изменения в существующие нанопористого кремния, первоначально разработанные в PNNL к улавливанию ртути по восстановлению окружающей среды. Материал, называемый Саммс - для самоорганизующихся монослоев на мезо поддерживает - содержит единый поры, размер которых может быть адаптирована в соответствии с приложением. В этом случае поры были увеличены до 30 нм, которая является достаточно большой, чтобы разместить иммобилизованного фермента. Затем поверхности пор были покрыты конкретных химических соединений обеспечить оптимальные условия для ферментативной активности и стабильности, объясняет он.

Наночастицы золота:

Сбор их из растений люцерны ...

Растения используют свои корни извлекать питательные вещества - вода, полезные ископаемые, даже тяжелые металлы - из почвы. Таким образом, группа исследователей из Univ. Эль-Пасо Техас и Остин кампусах изучает ли люцерны может извлекать золото из различных питательных сред. Если он работает, с использованием растений для производства золотых наночастиц позволит устранить необходимость в жестких химические вещества или восстановителей, говорит Хорхе Гардеа-Torresdey, профессор химического и наук об окружающей среде.

Алфалфа растения прорастали и выросли на искусственных, золото-богатые почвы, как среды. Анализ проб подтвердили наличие наночастиц золота в корнях и вдоль всего стрелять из растений люцерны, и определила, что частицы обладают физическими свойствами (например, стойкость к окислению, а также тепловой и электрической проводимостью) похожи на золотые наночастицы формируется с помощью химических методов . Следующий вопрос, исследователи целью ответить на это, как извлечь наночастиц из люцерны, которые могут быть на центрифуге, говорят они.

... и использование их для обнаружения биологических агентов

Предложен новый метод для обнаружения infectiousdisease агентов, в том числе те, которые связаны со многими биотерроризма и угрозы войны, был разработан учеными из Северо-Западного Univ. (Evanston, IL).

Новая методика выявления связан с проектированием зонды для детекции ДНК для каждого болезнетворного агента. Каждый зонд состоит из крошечных частиц золота около 13 нм в диаметре. Прикрепленный к частицам два ключевых пунктов: молекулы, которые обеспечивают уникальную сигнал, когда свет сиял на них (например, отпечатки пальцев), и одной нити ДНК с целью признания и привязки к целевой интерес, таких как сибирская язва, оспа или гепатитом А.

Эти зонды используются с чипом пятнах нити ДНК с целью признания различных целей болезни. Если болезнь целевой присутствует в образце проходят испытания, он связывается с соответствующим местом на кристалле. Корреспондент зондов наночастиц зацепить любого совпадений. Чип, затем моют и обрабатывают фотографических разработки решения, серебро слоя наночастиц золота, где матч состоялся. Лазерного сканирования через чип, а также сигналов для зондов записываются.

Серебра усиливает сигнал, на много порядков, создавая весьма чувствительный метод для обнаружения ДНК, поясняет Чад А. Миркин, директор Северо-Западного института нанотехнологии. "Наша методика кажется превосходят обычные флуоресценции методов, основанных почти в каждой категории - чувствительность, селективность, простота использования и скорость - и может быть недорогим", добавляет он.

Соединения могут блокировать вирус СПИДа и радиоактивных отходов

Ряда соединений - ниобия тиофенового (КБМ) - которые потенциально могли бы блокировать вирус СПИДа или выборочно извлекать радионуклидов из хранилищ ядерных отходов была обнаружена в мае Ньюман, научный сотрудник Sandia National Laboratories (Альбукерке, NM). Найман найти правильные условия для синтеза первых ниобия HPA, а затем оптимальной процесс создания ассортимент соединений.

Она сообщает, что это первый КБМ ниобия, хотя КБМ в виде оксидов ванадия, молибдена и вольфрама, как известно, с конца девятнадцатого века. В отличие от других КБМ, хотя, ниобия КБМ являются основными (в отличие от кислых), который означает, что они могут выжить больше, и, возможно, даже процветают, в основном или нейтральных средах с радиоактивными отходами и кровь, соответственно.

Предварительная работа в Саванна-Ривер-сайта показывает, что новых соединений действительно выборочно удалить определенные радионуклидов из сбросных растворов. Для оценки вирус-связывающая способность соединений, исследователи протестировали различные композиции HPA, и нашли, что КБМ с небольшим количеством железа и ниобия особенно сильно обязательную силу. "Теперь у нас есть КБМ, которые полностью ниобия," Найман указывает.

"Умная пыль" может обнаружить частицы биологических и химических агентов

Исследователи из Univ. Калифорния, Сан-Диего разработали пыли размером кристаллов кремния, которые могут быстро и дистанционно обнаруживать биологические и химические агенты, в том числе вещества, которые могут распустить террористические в питьевой воде или распылителем в атмосферу, говорит Майкл Сейлор, профессор химии и биохимия возглавлявший проект.

Кремниевые пластины кодируются путем создания слоев нанометровой толщины пористых пленок на пластины с помощью специального электрохимического травления. Это слоистой структуры на пыли размером частиц, которые создаются разваливается пластине при помощи ультразвука, сообщает необычные оптические свойства частиц. Эти микрочастицы, называемые фотонные кристаллы отражают свет очень точные цвета, каждый из которых можно рассматривать как единый бар штрих-кода.

"Частицу, которая, как маленький кусок от пыли и который имеет некоторые разведывательные встроенные в нее можно было бы незаметно застрял рисовать на стене или на сторону грузовика, или рассеивается в облако газа, для обнаружения токсичных химикатов или биологических материалов, "объясняет Сейлор. "Когда пыль, признает, что виды химических веществ или биологических агентов, присутствуют, то эта информация может быть прочитана как ряд штрих-кодов с помощью лазера, который похож на сканер продуктовый магазин, чтобы сообщить нам, если облако, которое приходит к нам наполнен сибирской язвы бактерии или, если резервуар питьевой воды, в которую мы окропили умная пыль является токсичным ".

Фишки переработка отходов может быть расширен для использования нанокристаллов

Инженеры Пердью Univ. (Западный Лафайет, IN) сделали удивительное открытие, что может открыть двери для новых приложений для металлических нанокристаллов, которые зачастую сложнее, сильнее и более износостойкие, чем те же материалы в балк-форме. Нанокристаллы были слишком дороги и сложны в изготовлении какого-либо практического коммерческого использования, с точки зрения затрат в размере не менее 100/lb, отмечает Srinivasn Чандрасекар, профессор промышленного строительства. Кроме того, нанокристаллы некоторых металлов, не может быть сделано на всех с существующими лабораторными методами, добавляет он.

Чандрасекар и Дейл Комптон, а также профессор индустриальных разработок, обнаружили, что чипы оставшиеся от обработки операций полностью или в основном из нанокристаллов. Чипы, которые побрился подальше от металлических предметов, как они обрабатываются, предусмотренная собранные в качестве лома, переплавку и повторно использовать. Но плавления отходов превращает нанокристаллы снова в обычных металлов, и ликвидирует их высокой прочностью, износостойкостью и другими необычными свойствами.

Так Chandraseka и комптоновского посмотрел на сохранение чипов и их обработки для использования в других продуктах. Они разработали метод, который по их мнению, могут быть использованы, чтобы сделать эти материалы в больших количествах по очень низкой цене - не более чем на $ 1/lb плюс первоначальные затраты в объемном материале. Этот процесс связан с фрезерные фишек, чтобы порошков и последующего сжатия и нагрева порошков, чтобы металлические детали. Нанокристаллы в лабораториях подверглись такие processs, и они сохранили свои свойства нанокристаллических, инженеры говорят. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли нанокристаллы, содержащиеся в лом чипов сохраняет свои свойства после обработки.

Университеты поможет НАСА Разработка космической эры материалы

Консорциум научных учреждений, при финансировании со стороны Национальной аэрокосмической администрации (НАСА), создаст институт биологически Вдохновленный материалов (IBIM). Миссия института том, чтобы повысить понимание природных явлений и перевести его выводов в новых материалов, которые имитируют чрезвычайных структурных и автоматического восстановления свойств таких веществ, как кости или seahells, говорит Эдуард Samulski, профессор химии в Univ. Северная Каролина и лидер UNC участие в работе. Другим участникам Univ. Калифорния в Санта-Барбаре, Принстонский университет, а также Северо-Западный университет, а также Институт компьютерных программ в области науки и техники (ICASE) на НАСА Лэнгли Research Center.

"Это достаточно амбициозные вещи в разработке материалов, которые не могут распознать только тогда, когда они были повреждены, но могут указать точное место и принять меры для ремонта", говорит Samulski. "В некотором смысле, это на периферии научной фантастики. Эти так называемые` материалов самовосстановления "может иметь решающее значение для исследования космического пространства, так как метеор частицы даже, как маленький песчинка может проколоть корпус существующих космических аппаратов ".

"Наша цель принести более" умные "функции в КК материалов", объясняет Ильхан Аксай, профессор химического машиностроения в Принстонском возглавляющий институт. "Некоторые из этих функций уже существуют в биологии".