中國粉體網(wǎng)訊  內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校化學(xué)家Zeng及其團(tuán)隊成功揭示了由32對巰基保護(hù)的Au68的分子特征排布。該納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)可用于藥物載體及催化劑。


如圖是內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分�；瘜W(xué)家Zeng領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊報道的一種Au納米團(tuán)簇的原子排布，該團(tuán)簇長約1.7nm，與人體手指指甲2s可生長的長度近似。(來源：Joel Brehm/研究和經(jīng)濟(jì)發(fā)展辦公室)

　　雖然化學(xué)家們不能玩轉(zhuǎn)水泥、支撐梁和千瓦時，但是他們擅長Au、原子和電子伏特，并以此構(gòu)建一幅新型的低能量納米結(jié)構(gòu)藍(lán)圖，且該結(jié)構(gòu)可存儲藥物和O原子。

　　一項由內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Zeng教授及前任客座教授Gao領(lǐng)導(dǎo)的研究，最近揭示了四種Au納米團(tuán)簇的原子排布。相比于去年獲得諾貝爾獎的斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊報道的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型，該排布具有更低的勢能和更好的穩(wěn)定性。

　　Zeng教授提到，這些模型的構(gòu)建可使該原子團(tuán)簇用作藥品的運(yùn)輸載體，或用作催化劑去除汽車尾氣或者工業(yè)廢棄物中的污染物。

　　Zeng及其團(tuán)隊揭示了由32對巰基保護(hù)的Au68的分子特征排布。16個Au原子構(gòu)成了該分子的核心，余下的Au原子和S、H原子成鍵，形成一個源于核心的保護(hù)層。

　　原子排布的差異會改變分子的能量和穩(wěn)定性，而如果勢能降低，分子將會更穩(wěn)定。該團(tuán)隊通過計算發(fā)現(xiàn)其中一種原子排布可能代表該分子成分中的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。


如圖是四種高度穩(wěn)定的有機(jī)包覆的Au原子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，該團(tuán)簇長度約為1.7nm。(來源：內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校)
　　“過去十年中我們團(tuán)隊一直走在納米Au研究的前沿”，內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校化學(xué)系教授Zeng說到，“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了具有更低能量的新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)，這意味著，與之前的分析相比，這種結(jié)構(gòu)更接近實際情況。因此，保護(hù)層的結(jié)構(gòu)解析是該研究的主要進(jìn)展�！�

　　該團(tuán)隊將他們的研究成果發(fā)表在4月24日出版的美國科學(xué)促進(jìn)會線上期刊Science Advances雜志上。

　　斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊之前曾詳細(xì)描述過該分子的Au核結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，Zeng和同事使用被稱為“隔離-保護(hù)”的規(guī)則計算了Au核周圍余下的Au原子和巰基對可能存在的結(jié)構(gòu)。

　　研究者已經(jīng)認(rèn)識到原子保護(hù)層是指各種長度不同的“訂書針”型的鍵合單元。并且，他們也清楚每種短、中、長“訂書針”的可能原子組成，比如一個短“訂書針”實際上包含兩個S原子和一個Au原子。

　　再結(jié)合位于Au核外原子的數(shù)量，該團(tuán)隊將可能存在的數(shù)百萬種原子排布數(shù)目降低至近百種。

　　“我們把32對巰基分成不同的短、中、長“訂書釘”排列，”在2008年幫助建立“隔離-保護(hù)”規(guī)則的Zeng說到，“并整理了所有可能的原子排布，然后計算它們的能量，來尋找最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)�！�

　　“如果沒有那些規(guī)則，難度將猶如大海撈針。而有了它們，則類似在學(xué)生會外的噴泉中撈針，雖然難度依然很大，但卻更為可控，因為尋找范圍更小�！�

　　由于X射線晶體學(xué)和單粒子TEM這兩種原子尺度常見的成像方法在獲取結(jié)構(gòu)上存在困難，所以研究人員采用了計算的方法。

　　Zeng說，了解了納米顆粒的最穩(wěn)定構(gòu)型，生物醫(yī)學(xué)工程師就可以以此確定合適的藥物靶位點，來治療癌癥和其他疾病, 該發(fā)現(xiàn)還可以優(yōu)化Au納米顆粒在CO=>CO2氧化過程中的催化作用。