Biomimetic KcsA channels enabled by 1D MOF-in-2D COF

钾通道 材料科学 纳米技术 生物物理学 化学 离子通道 生物 生物化学 受体
作者
Qian Sun,Pengjia Dou,Jingcheng Du,Ayan Yao,Dong Cao,Ji Ma,Shabi Ul Hassan,Jinan Guan,Jiangtao Liu
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1): 9099-9099
标识
DOI:10.1038/s41467-025-63265-w
摘要

Abstract Highly permeable and selective biomimetic membranes that can feel and recognize valuable ion species have attracted enthusiastic interest due to their analogous behavior with biological ion channels and potential applications in rigorous ion sieving. However, designing and developing single-species selective membranes that can isolate monovalent cations such as K + /Na + remains a tremendous challenge due to the sub-nanometer ion size, as well as the angstrom-sized difference. Considering the non-homogeneous heterostructure of KcsA channels and -COOH groups generally showing lower K + affinity, we propose the 1D MOF (rich in -COOH groups)-in-2D COF concept, aiming to enhance K + /Na + separation through strategic construction of heterogeneous ion transport channels, therefore narrowing the pore size of pristine COF membrane, and weakening the K + -channel wall interactions. Concretely, by interlocking and in situ immobilized growth, the pristine COF membrane is capable of capturing MOF ligands and metal ions in sequence to form 1D MOF-in-2D COF hetero-structured composite membranes. Benefiting from the molecular-level interlinked hybridization of covalent and metal organic hetero-frameworks induced by the coordination interaction between the -NH groups in COFs and the Cu centers from MOFs, the composite membrane enables rapid diffusion of K + in confined heterogeneous channels, thus leading to unprecedented cation sieving performance with K + /Na + selectivity approaching 10 2 and K + /Mg 2+ selectivity exceeding 10 3 . This membrane design concept exploits a viable avenue for developing single-species selective biomimetic membranes to achieve ultrahigh separation performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
szh123完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
明空发布了新的文献求助10
3秒前
Richard完成签到,获得积分10
3秒前
玄黄大世界完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小松松完成签到,获得积分10
3秒前
半颗橙子发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
刘的花完成签到,获得积分10
5秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得100
7秒前
JiangyingYu应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
7秒前
7秒前
zp完成签到 ,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5419138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4534612
关于积分的说明 14145536
捐赠科研通 4451061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2441520
邀请新用户注册赠送积分活动 1433193
关于科研通互助平台的介绍 1410530