研究人员建议使用类海胆颗粒来加速细胞生化反应

ITMO的研究表明，使用受磁场控制的类顽童颗粒可加速细胞中的化学反应。这项新技术将使它们增加细胞膜的通透性，同时保留细胞的初始结构。这可以简化物质输送并提高生物催化速率。该研究发表在《物理化学快报》上。

为了将一种物质转变为另一种物质，有必要用一种底物渗透一种生物系统，例如细胞，该底物是一种可以引发一系列反应的化学物质。这些反应的结果是，产生了一种产品，该产品可用于细胞自身内部以及制造医​​疗或食品的后续化学转化。控制细胞生物催化过程的主要困难是细胞膜限制了​​扩散速率或基质对细胞的渗透。

“我们可以提高细胞膜通透性以克服这一障碍。通常，各种化学物质都可用于此目的。但是，这些化学物质可能具有剧毒且难以控制，而其他方法则可能对细胞结构造成永久性破坏，”丹尼尔·克拉德科(Daniil Kladko)是SCAMT的硕士研究生，也是本文的作者之一。

ITMO研究人员使用乙醇发酵的生化反应证明，通过使用磁场引导的特殊的类似顽童的颗粒，可以提高膜的通透性，从而可以控制生物催化。这些颗粒因其表面尖锐的尖峰而得名，使它们看起来像海胆。选择贝克酵母作为该实验的模型生物。

为了使用酵母将底物(葡萄糖)转化为酒精，研究人员首先将海胆样颗粒添加到混合物中，然后对其进行孵育，然后将其置于磁性装置中，使其能够经受指定磁场的交变磁场的作用。频率，强度和方向。研究人员能够渗透膜并在细胞内部传递底物而不会破坏其结构或重要容量。而且，事实证明可以通过打开和关闭磁场来控制该过程。

“旋转的磁场使酵母和类似海胆的颗粒绕其轴旋转，从而导致'海胆'与膜相互作用：它将磁场的能量转化为膜上的机械应力。因此，当在膜片上，它会产生一个力矩，使膜片张开，时间和频率在该实验中起着重要作用，我们需要现场工作并在膜片上拖拉一段时间，因为它仍然在尽管看起来很脆弱，但结构还是相当密集的。”丹尼尔·克拉德科(Daniil Kladko)说。

由此产生的技术可以应用于各个领域：例如食品制造，制药业和生物技术。例如，当处理酵母时，通过磁场加速生物催化将可能降低酵母的生产价格，从而增加市场上基于酵母的产品的数量。基于生物合成的药物也是如此，因为新方法将增加其产量并降低其市场价格。

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