07-13玻璃小瓶

(上图)玻璃小瓶通常是储存挥发性化学物质的好方法,但新的研究表明,对于某些生物分子来说,情况可能并非如此。信贷:Pxfuel


在进行实验时,科学家会尽量减少可能影响结果的变量的数量,这样就有可能对结果得出明确的结论。然而,控制每个变量是不可能的假设必须对任何给定的实验进行说明,以便进行测试。

研究人员根据其他科学家过去进行的测试和/或在实验的同时进行额外的测试来证明假设。然而,即使是经过充分审查的假设有时也会被推翻,并导致需要更深入分析的实验。

例如,通常认为,用于储存和搅拌溶液的仪器是化学耐用的,因此不会影响混合物。然而,2019年的一项研究指出,尽管搅拌棒可能是惰性的,搅拌棒的污染可能会无意中催化反应

玻璃瓶是另一种以其化学耐用性而闻名的设备。它们经常用于储存易挥发或敏感的材料,如医药药品,包括抗击COVID-19的疫苗

虽然玻璃容器的化学耐久性一般是可以假定的,但散落在文献中有一些关于玻璃容器影响化学反应的报道,例如在这里,在这里,在这里.为了理解其中的原因,研究人员在最近的一篇文章中写道:“需要对玻璃催化的化学反应进行系统的研究,以提供实验证据来支持任何提出的机制。开放获取的纸

研究人员来自普渡大学,由罗伯特·格雷厄姆厨师亨利·博恩·哈斯杰出化学教授。他们的目标是通过测试各种碱催化的化学反应——包括消除、溶解法、亚胺形成、卡特里茨基反应和诺文纳格尔凝聚——是如何受玻璃微球的添加影响的,从而更深入地了解玻璃表面是如何影响化学反应的。

研究人员使用一种高通量系统筛选了大量的玻璃催化反应之前的研究.本系统是基于解吸电喷雾电离质谱(DESI-MS)是一种质谱分析技术,由美国哥伦比亚大学的厨师小组开发早期2000年代这将样品制备的要求降到最低。

DESI-MS筛选发现,与玻璃微球反应的化学动力学与不与玻璃微球反应的化学动力学有显著差异。然而,由于“DESI-MS数据中看到的加速因子将包括液滴加速和玻璃催化的贡献,”研究人员写道,他们在随后的详细分析中使用了纳米电喷雾电离质谱(nESI-MS),因为它具有“卓越”的灵敏度,是一种可靠的非加速分析方法。

nESI-MS分析支持了这一发现,即使用玻璃微球的反应比不使用玻璃微球的反应进展得更快。研究人员认为,这种加速发生的原因是玻璃表面可以作为强碱,将质子溶剂转化为它们的共轭碱,然后在参与化学反应时作为碱/亲核试剂。

研究人员写道,这些发现“极大地拓宽了玻璃反应影响基质的范围”,从带正电的分子到中性分子、两性离子分子,以及带负电的分子。

特别是,他们强调,某些生物分子,如谷胱甘肽和乙酰胆碱,在与玻璃表面接触时可以进行大量的化学降解,这一发现“提高了人们对这一现象可能意义的认识,因为许多重要的生物分子都储存在玻璃容器中的溶液中。”

为了进一步说明这一点,他们通过使用nESI-MS来研究玻璃诱导的磷脂降解的机理分析。(磷脂在化学的许多实用方面都是重要的生物分子,包括基于信使rna的COVID-19疫苗.)

他们发现,这三种被研究的磷脂在与玻璃表面接触时都会降解;低浓度的磷脂具有较高的降解率。

他们写道:“这些结果应该引起人们对目前在有机溶剂中储存磷脂在玻璃容器中可能存在的缺陷的注意。”一般来说,“应避免将碱性/亲核活性生物分子储存在玻璃容器中。”

这篇开放获取的论文发表在化学科学,是“玻璃表面作为强碱、“绿色”多相催化剂和降解试剂”(DOI: 10.1039 / D1SC02708E)。

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