p Cientistas de todo o mundo buscam desenvolver receptores sintéticos capazes de reconhecer moléculas biologicamente importantes. Embora muitas tentativas tenham sido feitas para imitar a maneira como os bolsos de proteína detectam o açúcar dissolvido na água com interações de ligações de hidrogênio, poucos conseguiram, principalmente devido à natureza interferente das moléculas de água. Agora, uma equipe japonesa de pesquisadores propôs uma abordagem totalmente nova. p "Nosso sistema de reconhecimento exclusivo é baseado em interações especiais - conhecidas como interações CH-π [term1] - entre a sacarose e as paredes internas de nossa nanocápsula, "diz Michito Yoshizawa, que co-projetou o estudo com Masahiro Yamashina no Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech). "Para nosso conhecimento, ninguém aproveitou a interação para desenvolver este tipo de sistema de reconhecimento antes. "

p Com um diâmetro de um nanômetro (um bilionésimo de metro), a cavidade esférica da cápsula tem o tamanho certo para capturar a molécula esférica de sacarose com quase um nanômetro de comprimento. Com base na pesquisa anterior da equipe sobre automontagem molecular, a cápsula funciona formando uma cavidade ao redor da sacarose, que então fica totalmente rodeado por vários painéis aromáticos [term2] (ver Figura 1).

p Ao misturar a cápsula, composto por dois íons metálicos e quatro ligantes [term3], com sacarose na água em condições moderadas, a equipe obteve uma cápsula ligada à sacarose com alto rendimento. Publicado em Avanços da Ciência , um jornal irmão de acesso aberto de Ciência , a estrutura do produto foi confirmada usando métodos de ressonância magnética nuclear de prótons e espectrometria de massa. Yoshizawa acrescenta:"A cápsula é fácil de produzir e manusear, e sua estabilidade é muito alta. "

p Em uma série de experimentos para explorar como a cápsula responderia a diferentes tipos de açúcar, os pesquisadores fizeram três observações:1) a cápsula não interage com monossacarídeos como glicose e frutose, 2) entre dissacarídeos comuns (por exemplo, sacarose, lactose, maltose e trealose), apenas a sacarose foi encapsulada, e, portanto, 3) mesmo em misturas de dois dissacarídeos (nos chamados experimentos de ligação competitiva), a cápsula ligada à sacarose com 100% de seletividade.

p "Normalmente é muito difícil distinguir esses açúcares. Por exemplo, sacarose, lactose e maltose têm a mesma fórmula molecular, o que significa que eles têm o mesmo número de hidrogênio, átomos de oxigênio e carbono - apenas sua configuração é diferente, "diz Yoshizawa." Ainda assim, nossa nanocápsula foi capaz de reconhecer diferenças sutis e capturar exclusivamente a sacarose. "

p A equipe também examinou como a cápsula respondeu aos açúcares artificiais comuns:aspartame (conhecido por ser cerca de 200 vezes mais doce que a sacarose) e sucralose (cerca de 600 vezes mais doce que a sacarose). A preferência de ligação da cápsula foi encontrada na ordem da sucralose, aspartame e sacarose, que reflete exatamente a ordem em que percebemos os níveis de doçura.

p Essa descoberta pode impactar as indústrias alimentícia e química, ajudando na busca por compostos ainda mais doces. Se esses novos compostos puderem ser encontrados e sintetizados facilmente, Os adoçantes artificiais podem ser produzidos de forma mais econômica do que os métodos existentes.

p No futuro, Yoshizawa diz que pode ser possível desenvolver "nanocápsulas de design" de várias formas e tamanhos. Em última análise, essas cápsulas podem ser usadas para o desenvolvimento de novas tecnologias de biossensores nas áreas médica e ambiental.