新型蛋白质传感器真的能让“稀土”检测既高效又经济?

sciencedaily.com网站4月23日报道,《美国化学学会杂志》网络版载文称,美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员发现了更高效、更经济的检测镧系元素的方法:一种新的蛋白质传感器在与镧系金属结合时会产生荧光效应。宾大化学系研究人员Joseph Cotruvo Jr说:“镧系元素被广泛应用于各种技术中,包括智能手机、电动汽车电池组、卫星和激光器等。镧系元素又被称作‘稀土’,从矿山废水或煤炭废料中提取稀土非常昂贵且困难。新开发的蛋白质传感器可以检测样本中的微量稀土元素,以便让我们权衡是否值得投入资源来提取这些重要的金属。”

研究人员重新设计了一种之前用于检测钙的荧光传感器,用新近发现的一种蛋白质替换了传感器中可与钙结合的部分。这种蛋白质与镧系元素的结合能力是与其他金属结合能力的数百万倍。当蛋白质与镧系元素结合时,其形状会发生改变,这是传感器荧光开关的关键。Cotruvo说:“检测样品中元素含量的黄金标准是参考ICP-MS质谱技术的测量结果。然而,这项技术非常敏感,并且需要使用价格昂贵的专业仪器。我们开发的蛋白质传感器虽然无法识别每一种单独元素,但它可以在采样地快速、廉价地完成镧系元素总量的检测。”

研究小组还利用该传感器分析了一种与镧系元素相关的细菌的生物学特征。镧系元素结合蛋白质的现象最初就是从这种细菌中发现的。在早期的研究中,研究人员在细菌的细胞周至中发现了镧系元素。而通过传感器,研究人员还在细菌的胞质液中发现了镧系元素。Cotruvo说:“我们发现胞质液与镧系元素的结合有很高的选择性。虽然我们尚不清楚其背后隐藏的机制,但是这种特殊的选择性对于开发分离镧系元素的新方法非常有借鉴意义。”

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编译:雷鑫宇

审稿:三水

责编:唐林芳

期刊来源:《美国化学学会杂志》

期刊编号:0002-7863

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190423145514.htm

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