Avgjutningar i plast ger nya bioteknologiska verktyg
Att kunna omvandla en kemisk substans till en annan på ett selektivt sätt är ett centralt mål inom kemin. För att kunna åstad komma detta använder kemisten olika hjälpmedel, så kallade reagens. Jimmy Hedin Dahlström vid Högskolan i Kalmar har forskat kring olika metoder för att framställa nya sådana reagenser, vilka kan användas för att påverka hur organisk-kemiska reaktioner sker.
Molekylär avgjutning, eller på engelska ”molecular imprinting” är en metod varmed man kan framställa syntetiska katalysatorer eller reagens som härmar egenskaperna hos vissa biologiska system. Jimmy Hedin Dahlström har haft som mål att med denna metod framställa nya reagenser och katalysatorer som kan utnyttjas i organisk syntes. Vissa av de katalysatorer som han framställt har inspirerats av biologiska katalysatorer (enzymer), men han har också konstruerat reagens där det inte finns någon biologisk motsvarighet.
Enzymer är proteiner vars huvuduppgift är att katalysera kemiska reaktioner i levande organismer, det vill säga göra så att dessa reaktioner kan ske tillräckligt snabbt. Dessa naturens katalysatorer är ofta oerhört effektiva. Tyvärr är dock de flesta enzymer ganska känsliga molekyler, vilket kan innebära problem för den kemist som vill använda enzymer för att katalysera organiska reaktioner. De flesta enzymer fungerar bäst i vattenmiljö, vid låga temperaturer och neutrala betingelser. Organiska synteser utförs däremot ofta i något organiskt lösningsmedel, till exempel bensin eller aceton; de flesta organiska reaktioner kan överhuvudtaget inte utföras i vattenmiljö. Dessutom utförs organiska reaktioner ofta vid höga eller låga temperaturer och man använder också starka syror och baser. På grund av detta finns det ett behov av att utveckla reagens och katalysatorer vars egenskaper påminner om dem hos enzymerna men som helst samtidigt tål mer krävande betingelser.
Den molekylära avgjutningsteknik som Jimmy Hedin-Dahlström utnyttjat kan liknas vid gipsavgjutning. Praktiskt går det till så att den molekyl man är intresserad av får fungera som en mall (templat), runt vilken man gjuter en plast. Plasten byggs upp av molekyler (monomerer) som interagerar med mallen och som dessutom har egenskapen att de kan bilda nätverk med en tredje typ av ämne (tvärbindare), vilket binder ihop monomererna. Resultatet blir en hård plast kaka, vilken sedan mals och siktas så att partiklar med en lämplig storlek erhålls. När templatmolekylen sedan avlägsnas blir små fördjupningar kvar i plasten. Man har då skapat en form i vilken man kan gjuta en figur som ser ut på samma sätt som mallen. Detta innebär alltså att plastpartiklarna har förmågan hålla fast templatet eller ämnen som liknar det. Plasten har även förmågan att påverka hur två molekyler fogas samman inne i fördjupningen. Till skillnad från framställningen av antikroppar behövs inga djur för att framställa dessa plaster och de är dessutom väldigt tåliga.
Avhandlingen heter ”Molecularly Imprinted Polymers: Tools for Stereoselective Synthesis and Catalysis”. Disputationen äger rum fredagen den 28 april kl 09.00 i Hörsalen, Falken, Nygatan 18B, Kalmar. Opponent är Dr. Andrew J. Hall, Sunderland University, Storbirtannien.
Kontaktinformation
Jimmy Hedin Dahlström
tel: 0480-44 62 07
e-post: jimmy.hedin@hik.se
