研究表明只需加電就能制造氨基酸!

日本九州大學的一項新研究有朝一日可以幫助人類遠離地球生活 , 從而為他們在太空中生存提供一些營養 , 甚至為生命的起源提供線索 。

研究表明只需加電就能制造氨基酸!

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九州大學研究人員建造的示范流動反應器通過電驅動的反應將原料連續轉化為氨基酸 。通過選擇正確的電催化劑和原料組合 , 研究人員實現了氨基酸的高效合成 。這種生產氨基酸的方法比目前的方法消耗的資源少 , 有一天可能會使用類似的方法為生活在太空中的人們提供生存所需的一些必需營養素 。圖片來源:九州大學Szabolcs Arany
【研究表明只需加電就能制造氨基酸!】國際碳中和能源研究所的研究人員報告了一種新的過程 , 該過程利用電來驅動氨基酸的高效合成 , 為更簡單和更少資源密集的生命關鍵要素的生產打開了大門 。
通過加電制造氨基酸氨基酸除了是蛋白質的基本組成部分外 , 還涉及各種功能材料 , 例如飼料添加劑 , 增味劑和藥物 。
但是 , 目前大多數人工生產氨基酸的方法都是基于微生物的發酵 , 該過程耗費時間和資源 , 因此在空間有限和資源受限的條件下生產這些重要營養素不切實際 。
因此 , 研究人員一直在尋找可通過可再生資源產生的電力驅動的高效生產方法 , 但迄今為止 , 人們一直在使用有毒的鉛或汞或昂貴的鉑電極 , 導致效率和選擇性低下 。
研究成果Takashi Fukushima和Miho Yamauchi現在在《化學通訊》上報道說 , 他們成功地利用豐富的材料有效地合成了幾種類型的氨基酸 。
Yamauchi說:“整體反應很簡單 , 但我們需要正確地結合起始原料和催化劑 , 使其能夠在不依賴稀有原料的情況下真正發揮作用 ?!?br /> 研究人員對的組合解決二氧化鈦作為電催化劑和有機酸稱為α-酮酸作為關鍵的源材料 。二氧化鈦在地球上非常豐富 , 并且α-酮酸可以很容易地從木質生物質中提取 。
將α-酮酸和氮源(例如氨水或羥胺)放置在水基溶液中 , 并使用兩個電極(其中一個是二氧化鈦)使電流通過 , 從而合成了七個氨基酸(丙氨酸 , 甘氨酸 , 天冬氨酸 , 谷氨酸 , 亮氨酸 , 苯丙氨酸和酪氨酸 , 即使在溫和條件下也能高效 , 高選擇性地進行 。
氫氣也是反應的一部分 , 也是在此過程中產生的氫氣 , 這是水中電極之間通電的自然結果 。
除了演示反應之外 , 研究人員還構建了可以連續電化學合成氨基酸的流動反應器 , 這表明了將來擴大生產規模的可能性 。
山內i評論說:“我們希望我們的方法將為未來在太空中構建人造碳和氮循環提供有用的線索 ?!?br /> 她補充說:“電化學過程還被認為通過非生物途徑為生命生產基本化學物質 , 從而在生命起源中發揮了作用 , 因此我們的發現也可能有助于闡明生命創造的奧秘 。”

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