环境与生物合成寄主的研究进展
Improving Safety
使用计算和合成技术, 斯塔恩斯的研究小组专注于分子检测, 基于它们的负电荷(阴离子)或三维形状(手性). 受体分子可以被优化, to bind specifically to a target, in order to indicate detection. 识别目标分子存在的能力, 无论是永远有毒的化学物质还是理想形状的药物, 能增加安全性或改善疗效吗.
Projects
斯塔恩斯的研究小组有两个主要项目.
Project 1
环境污染物和具有生物学意义的阴离子合成宿主的研究进展
斯塔恩斯的研究小组专注于开发具有环境和生物学意义的阴离子的合成受体.1 Environmentally, many anions (such as perchlorate, nitrate, nitrite, 硫酸盐和高技术酸盐)在湖泊中表现为有毒和有问题的污染物, rivers, aquifers, nuclear waste repositories, etc. Recently, 出现了一类新的环境污染物，即全氟烷基和多氟烷基物质(PFOS), 哪些是持久性有机污染物. 它们在环境中持续存在并进行生物积累，可能与健康问题有关. 2 我们的目标是为这些化合物开发传感器和萃取剂.
存在许多具有重要生物学意义的阴离子，如代谢物、DNA、RNA、蛋白质和多肽. 为这些分析物开发受体在药物传递和监测细胞过程中具有诊断应用.
本研究利用计算机软件在计算机上设计人工受体, 计算分析其构象偏好，然后计算评价受体的分子识别特性. 然后在实验室中合成显示出计算前景的受体，并研究其阴离子识别特性.
阴离子识别的典型例子
Project 2
手性识别合成宿主的研究进展
该研究小组正致力于修改先前在研究小组中制备的宿主，这些宿主已被证明可以作为手性客体的立体选择性宿主3,4 to
- 改进了这些类型的宿主在它们的来宾绑定属性中的选择性
- 更多地了解宿主和主客复合物的结构，这将使小组能够改进宿主的设计.
这项工作的一个实际结果是，它将导致对生物化学的更好理解. 手性化合物是必不可少的，尤其是在生物化学中. For example, 手性药物的一种对映体是有用的, 而它的对映体可能有毒甚至致命. 许多生物底物和结构是手性的(如蛋白质及其作用物或酶催化反应的产物)。. 通过更好地理解手性识别, 我们可以更好地理解生物化学或生物识别. 了解宿主及其配合物的结构将有助于更好地理解选择性手性识别的要求. 这项研究也可能影响手性物种传感器的设计, 手性合成催化剂及分离工业的发展(手性物质如对映体分子的分离), 这将对制药业产生重大影响，因为手性药物的一个对映体可能是有毒的，因此必须从药物混合物中分离出来。.
从事这些项目的学生将接受合成有机化学方面的培训, including the synthesis, isolation, 有机化合物的纯化和鉴定. 学生将使用计算化学来研究这些系统, NMR, IR, circular dichroism, fluorescence and mass spectrometry.
