Интересным и весьма экзотическим аналогом известных всем углеродных нанотрубок являются пептидные нанотрубки, в том числе полученные методом осаждения из газовой фазы и состоящие из ароматических дипептидов, например NH2-Phe-Phe-COOH и NH2-Phe-Trp-COOH.
Вопрос 1. Предложите схему химического синтеза дипептида NH2-Phe-Trp-COOH. (3 балла).
После нанесения на поверхность дипептида NH2-Phe-Phe-COOH из газовой фазы, состав веществ на поверхности был проанализирован с помощью времяпролетной ионной масс-спектрометрии. Был получен следующий спектр (Рис.1).
Вопрос 2. Как Вы можете объяснить этот спектр? Изобразите схему изменений, произошедших с дипептидом. (2 балла)
При осаждении из газовой фазы произошла самоорганизация вещества, в результате чего получились нанотрубки (Рис. 2). Было показано, что внешний диаметр таких нанотрубок достигает 100-150 нм, а внутренний около 20 нм.
Вопрос 3. За счет каких типов взаимодействий произошел процесс самоорганизации в данном случае? Объясните ваше предположение с термодинамической точки зрения. (2 балла)
Вопрос 4. Предложите хотя бы один способ доказательства структуры полученных образований, а именно то, что были получены полые трубки с открытыми концами. (1 балл)
Пептидные нанотрубки обладают одним безусловным преимуществом – они являются биосовместимыми. Однако в живых системах они будут подвергаться деградации разными ферментами класса пептидаз.
Вопрос 5. Как можно изменить (модифицировать) пептидные нанотрубки для предотвращения их ферментативной деградации? (2 балла)
Графитовый электрод с рабочей поверхностью 0,125 см2 был покрыт пептидными нанотрубками, так что получился ультраконденсатор, и затем была для этого ультраконденсатора получена циклическая вольтамперограмма (Рис. 3).
Вопрос 6. Оцените емкость двойного электрического слоя, получившегося при нанесении пептидных нанотрубок на графитовый электрод. (2 балла)
Условия задачи можно скачать в виде файла.
