이올리노믹스

Ioliomics

이올리노믹스는 액체(또는 액체 단계)에서 이온에 대한 연구를 다루는 연구 분야로 이온 상호작용의 근본적인 차이를 규정하고 있다.[1]이름은 IOns, LIquids, -OMICS의 합성어다.이올리노믹스는 다양한 생물학적, 화학적 시스템에 관여하는 이온의 구조, 특성 및 적용에 관한 광범위한 연구 영역을 다룬다.이 연구 분야의 개념은 유전체학, 단백질학, 글리코믹스, 페트로노믹스 등과 같은 다른 포괄적인 연구 분야와 관련이 있으며, 여기서 접미사 -omics는 데이터의 포괄성을 기술하는 데 사용된다.[2]null

근본성

화학적 상호작용의 본질과 그 서술은 화학에서 가장 근본적인 문제들 중 하나이다.20세기 초에 등장한 공밸런트와 이온 결합의 개념은 그들의 전자 구조들 사이의 심오한 차이를 명시하고 있다.결국 이러한 차이는 용액과 고체상 모두에서 공발효소와 이온화합물의 극적으로 다른 행동을 초래한다.[3]고체상에서는 이온화합물(예: 소금)이 결정 격자를 형성하기 쉬우며, 극성 용매에서는 용액 껍질로 둘러싸인 이온으로 분리되어 이온 전도성이 높다.[4]공밸런트 결합과 대조적으로, 이온 상호작용은 유연하고 역동적인 동작을 보여주며, 이온화합물을 튜닝하여 원하는 특성을 얻을 수 있다.null

중요도

이온화합물은 용매체와 강하게 상호작용하므로 이온과 관련된 화학적, 생화학적 공정에 미치는 영향은 상당할 수 있다.단순한 이온이나 용제의 경우에도 전자의 존재는 후자의 재배치와 구조조정으로 이어질 수 있다.[5]이온 반응은 전체 은하계나 단일 살아있는 세포의 척도에서 수많은 현상에 관여한다는 것이 확립되어 있다.[6][7]살아 있는 세포들에서 metalloenzymes과 다른 단백질 때문에 활동을 조절에 몇몇을, 금속 이온 결합,[6]의 예로, 막을 뉴런 기능의 통제 속에 sleep– 깨어 있는 사이클 동안 관련된, 이온 채널 결과 파킨슨 병과 치매 질병 등 다양한 장애의 개발에[8]이례적인 활동이다.[9]등따라서, 다양한 화학적, 생물학적 시스템에서 이온의 성질과 활동에 대한 연구와 관련된 문제에도 불구하고, 이 연구 분야는 가장 시급한 분야에 속한다.[1]null

이온과잉액체

특별한 관심사는 이온 과다 액체 매체(이온성 액체, 용융염, 액체 전해질 등)로, 다양한 용도에 대해 뛰어난 튜닝 가능 특성을 가진 "액체 이온"을 나타낸다.이 시스템은 용해성 자기 조직 현상을 용해하는 능력으로 유명하며 화학, 생화학, 제약 연구에 자주 사용된다.[1][10]이온 과잉 액체 매체의 가장 중요한 특징 중 하나는 미세 조정될 수 있는 엄청난 잠재력이다.따라서 물리화학적 또는 생화학적 성질의 거의 모든 조합으로 이온성 액체를 설계할 수 있다.[11]'액체이온' 분야의 연구는 급속도로 발전하는 과학 분야로, 그 성질과 활동에 대한 수많은 데이터가 지금까지 축적되어 왔다.[1][12]현재, 이 개념은 촉매, 전기 화학, 분석, 연료 생산, 바이오매스 처리, 생명공학, 생화학 및 제약 분야에서 응용 분야를 찾는다.[1][11][13][14]null

참조

  1. ^ a b c d e Egorova, KS; Gordeev, EG; Ananikov, VP (January 2017). "Biological Activity of Ionic Liquids and Their Application in Pharmaceutics and Medicine". Chemical Reviews. 117 (10): 7132–7189. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00562. PMID 28125212.
  2. ^ Kandpal, RP; Saviola, B; Felton, J (April 2009). "The era of 'omics unlimited". BioTechniques. 46 (5): 351−355. doi:10.2144/000113137. PMID 19480630. Archived from the original on 4 February 2017. Retrieved 3 February 2017.
  3. ^ Lewis, GN (April 1916). "The atom and the molecule". Journal of the American Chemical Society. 38 (4): 762–785. doi:10.1021/ja02261a002.
  4. ^ Atkins, P; de Paula, J (2006). Atkins' Physical Chemistry (8 ed.). New York: WH Freman. ISBN 9780198700722.
  5. ^ Mancinelli, R; Botti, A; Bruni, F; Ricci, MA; Soper, AK (June 2007). "Perturbation of water structure due to monovalent ions in solution". Physical Chemistry Chemical Physics. 9 (23): 2959–2967. doi:10.1039/b701855j. PMID 17551619.
  6. ^ a b Sigel, RK; Pyle, AM (December 2006). "Alternative roles for metal ions in enzyme catalysis and the implications for ribozyme chemistry" (PDF). Chemical Reviews. 107 (1): 97–113. doi:10.1021/cr0502605. PMID 17212472.
  7. ^ Geppert, WD; Larsson, M (December 2013). "Experimental investigations into astrophysically relevant ionic reactions". Chemical Reviews. 113 (12): 8872–8905. doi:10.1021/cr400258m. PMID 24219419.
  8. ^ Ding, F; O'Donnell, J; Xu, Q; Kang, N; Goldman, N; Nedergaard, M (April 2016). "Changes in the composition of brain interstitial ions control the sleep-wake cycle". Science. 352 (6285): 550–555. doi:10.1126/science.aad4821. PMC 5441687. PMID 27126038.
  9. ^ Zaydman, MA; Silva, JR; Cui, J (November 2012). "Ion channel associated diseases: overview of molecular mechanisms". Chemical Reviews. 112 (12): 6319–6333. doi:10.1021/cr300360k. PMC 3586387. PMID 23151230.
  10. ^ Hayes, R; Warr, GG; Atkin, R (July 2015). "Structure and nanostructure in ionic liquids". Chemical Reviews. 115 (13): 6357–6426. doi:10.1021/cr500411q. PMID 26028184.
  11. ^ a b Holbrey, JD; Seddon, KR (December 1999). "Ionic liquids". Clean Products and Processes. 1 (4): 223–236. doi:10.1007/s100980050036.
  12. ^ Deetlefs, M; Fanselow, M; Seddon, KR (January 2016). "Ionic liquids: the view from Mount Improbable". RSC Advances. 6 (6): 4280–4288. doi:10.1039/c5ra05829e.
  13. ^ van Rantwijk, F; Sheldon, RA (June 2007). "Biocatalysis in ionic liquids". Chemical Reviews. 107 (6): 2757–2785. doi:10.1021/cr050946x. PMID 17564484.
  14. ^ Egorova, KS; Ananikov, VP (January 2014). "Toxicity of ionic liquids: eco(cyto)activity as complicated, but unavoidable parameter for task-specific optimization". ChemSusChem. 2 (3): 336–360. doi:10.1002/cssc.201300459. PMID 24399804.