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研究快讯 | 芳香族多肽的自组装纤维具有超强抗磁性

已有 1894 次阅读 2020-7-25 01:21 |系统分类:论文交流

原文已发表在CPL Express Letters栏目

Received 28 June 2020;

online 9 July 2020

EXPRESS LETTER

Unexpectedly Strong Diamagnetism of Self-Assembled Aromatic Peptides

Haijun Yang (杨海军), Zixin Wang (王子鑫), Liuhua Mu (木留华), Yongshun Song (宋永顺), Jun Hu (胡钧), Feng Zhang (张峰), and Haiping Fang (方海平)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (8): 087504

文章亮点

论文证实含芳香环的典型生物分子（多肽）自组装成纤维后具有超强的抗磁性，其磁化率比一般物质（例如水）超出一百倍以上。

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芳香族多肽的自组装纤维具有超强抗磁性

研究背景

在生物界，鸟类、蝴蝶、海龟、龙虾、鲸鱼等动物可以靠着体内强大的磁感应能力来辨别方向，但这一过程是否依赖于体内含铁、钴等人们熟知的铁磁性物质并不清楚。另外，不包含磁性物质的细胞，其定向、增殖、微管和有丝分裂纺锤体的排布方向在高静态磁场下会发生显著改变。通常认为，非铁磁性物质（包括水）的磁性都很弱，不足以支持这些效应。那么这些生物磁效应从何而来？

内容简介

最近，华东理工大学方海平教授、广州医科大学张峰教授和中国科学院上海高等研究院杨海军副研究员等合作，发现一种含芳香环的典型生物分子（多肽AYFFF）自组装成纤维后，具有超强的抗磁性，其磁化率竟然比水高出一百倍以上。这种含芳香环的多肽的抗磁性与其自组装程度密切相关：溶解在有机溶剂中的多肽分子（基本没有自组装的纤维）的抗磁性略高于水；而在20 °C下刚刚分散于水中的多肽（仅仅含有少量自组装纤维）的抗磁性有明显提高；16小时后具有大量自组装纤维的多肽的抗磁性有大幅度提高，达到水的磁化率的175倍。对照实验表明，不含芳香环的多肽(IIIGK)在自组装前后的抗磁性都与水相近，说明多肽分子中芳香环的自组装在其超强抗磁性中起着关键作用。

芳香环一般都是由五、六个碳原子形成的环状结构，广泛存在于生物分子中。本研究的发现不仅对于理解生物磁效应的分子机理有极大的帮助，也有助于调控生命体的磁效应、开发利用高场MRI的成像技术，以及利用磁场研究生物分子的特性等。