Microgocce’ chimica magia avrebbe potuto dare vita a una mano

0
33

Goccia di riduzione di far luce sugli enigmi della prebiotica epoca e offrono un nuovo modo di fare chimica verde

Fonte: © 2019 American Chemical Society

Una riduzione del colorante sensibile rivela le reazioni chimiche accadendo sulla superficie di dimensioni micrometriche goccia d’acqua

Minuscole goccioline d’acqua trovato in nuvole, mare spray e geyser, può spontaneamente ridurre zuccheri e di altri metaboliti alla loro superficie. Questi microgocce di offrire una spiegazione plausibile per la creazione di zuccheri e altre semplici molecole organiche prima dell’esistenza della vita sulla Terra, come nessun agente riducente o applicata gratuita.

Un gruppo di ricercatori guidati da Richard Zare della Stanford University, negli USA inciampato su la scoperta durante il tentativo di creare pellicole d’oro e nanoparticelle con le goccioline di acqua con aggiunta di sodio boroidruro.

‘Ho detto al mio gruppo facciamo un controllo per rimuovere l’agente riducente che stiamo usando. Abbiamo usato solo acqua, e con mia sorpresa è prodotto di nanoparticelle d’oro in gocce dice Zare.

Dopo un ampio lavoro, il team ha stabilito questi risultati non poteva essere spiegato con la contaminazione. Così, hanno provato di nuovo e questa volta con il comune di biomolecole. Pompando una siringa contenente composti come piruvato e fumarate disciolto in acqua attraverso un nebulizzanti gas, hanno prodotto microgocce, che sono stati quindi eseguire attraverso uno spettrometro di massa. In tre casi su quattro, hanno trovato che oltre il 90% dei composti organici in soluzione era stata ridotta.

I ricercatori sono stati anche in grado di confermare il fenomeno di fluorescenza imaging di micro goccioline contenenti una riduzione del colorante sensibile.

Mentre Zare e il suo team non sapere esattamente cosa sta succedendo, perché ipotizzare che l’effetto può essere spiegato da tre fenomeni: aumento della concentrazione di ioni ossidrile, un grande campo elettrico all’interfaccia aria acqua e una mancanza di 3D legame idrogeno. “Dove si può guadagnare un elettrone dall’acqua?” chiede Zare. ‘La risposta, credo, è l’anione ossidrile.’

Tutti gli organismi viventi sulla Terra, l’uso di enzimi per catalizzare le loro vie metaboliche, ma quando comincia la vita, gli enzimi erano assenti. Questo puzzle ha portato gli scienziati a ipotizzare l’esistenza di un nonenzymatic via metabolica. “Abbiamo già fatto il lavoro, mostrando che gli zuccheri e acido fosforico, che essi stessi non reagire, in goccioline si formano le cose come ribosio-fosfato. Dunque, abbiamo visto che le goccioline hanno questo potere di fare chimica”, dice Zare.

Il team, inoltre, ritiene che questo effetto può offrire un potenziale nuovo modo di fare della “chimica verde”. Utilizzando una nebbia, su larga scala, la riduzione potrebbe essere realizzata utilizzando nient’altro che acqua.

‘Se si prende un litro bicchiere e riempirlo con acqua, e si fanno un micron di goccioline d’acqua, avrete qualcosa come 3000 m2 di superficie… circa la metà di un campo di calcio”, dice Zare.

‘[Questo lavoro] mostra che la superficie dell’acqua hanno questo chimiche particolari capacità o di affinità per promuovere reazioni chimiche che noi non vediamo in massa d’acqua, i commenti Ilan Benjamin, un chimico presso l’Università di California, Santa Cruz, in NOI, che non era coinvolto nella ricerca. ‘Questo ha molte implicazioni per la chimica atmosferica e, probabilmente, anche l’origine della vita”.

Riferimenti

N. Zare et al, J. Am. Chem. Soc., 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b03227