Estructura del tamiz molecular
El polímero de proteoglicano resultante se retuerce y gira para formar una estructura microporosa similar a un tamiz, llamada tamiz molecular. Los tamices moleculares sólo dejan pasar sustancias más pequeñas que sus microporos y tienen un efecto de barrera sobre sustancias macromoleculares y bacterias más grandes que sus microporos. La matriz se convierte en una barrera defensiva que limita la propagación de sustancias nocivas como las bacterias. Los estreptococos hemolíticos y las células cancerosas pueden producir hialuronidasa para descomponer los proteoglicanos, destruir la estructura de la matriz y propagarse. Los polímeros de proteoglicanos también se combinan con muchos grupos hidrófilos, que pueden unir una gran cantidad de moléculas de agua para formar un "depósito de agua" extracelular.
Introducción al tamiz molecular
El tamiz molecular es un compuesto de aluminosilicato con red cúbica. El tamiz molecular tiene una estructura microporosa uniforme y sus poros tienen diámetros uniformes. Estos poros pueden adsorber moléculas más pequeñas que su diámetro en el interior de la cavidad de los poros y tienen capacidad de adsorción preferencial para moléculas polares y moléculas insaturadas, por lo que pueden absorber moléculas polares. Separa moléculas con diferentes grados de sexo, diferentes grados de saturación, diferentes tamaños moleculares y diferentes puntos de ebullición, es decir, tiene la función de "tamizar" moléculas, por eso se le llama tamiz molecular. Debido a que los tamices moleculares tienen ventajas como una alta capacidad de adsorción y una fuerte estabilidad térmica que otros adsorbentes no tienen, los tamices moleculares se han utilizado ampliamente.
En el campo de las macromoléculas biológicas, se utilizan habitualmente columnas preempaquetadas de tamiz molecular SEC bio-rad.
Científicos estadounidenses han descubierto que ajustando la temperatura, pueden controlar con precisión el tamaño de los poros en un material de silicato de titanio y crear un nuevo y sofisticado tamiz molecular. Algunos materiales cristalinos tienen una gran cantidad de microporos uniformes en su interior. Las moléculas más pequeñas que los poros pueden atravesar, pero las moléculas grandes no. Por lo tanto, pueden separar diferentes moléculas.
De hecho, en 2001, unos científicos informaron en la revista británica "Nature" que habían descubierto que una sustancia llamada silicato de titanio ETS-4 puede servir como un buen tamiz molecular. Cuando la temperatura aumenta, el ETS-4 se deshidratará gradualmente y el tamaño de los microporos disminuirá. Con este método, el tamaño de los poros se puede ajustar con precisión en el rango de 3 a 4 angstroms (un angstrom es una milmillonésima parte de un metro). Los científicos dicen que los tamaños de algunas moléculas comunes, como las de nitrógeno, metano, oxígeno, argón y agua, son de aproximadamente 3 a 4 angstroms, que son casi del mismo tamaño entre sí. Los tamices moleculares hechos con ETS-4 pueden separarlas de manera efectiva. Los investigadores intentaron utilizar ETS-4 para reducir el contenido de nitrógeno de 18 a menos de 5 en una mezcla de nitrógeno y metano, y también lograron éxito en experimentos para separar argón y oxígeno, y nitrógeno y oxígeno. Se cree que esta tecnología tendrá importantes aplicaciones comerciales.