Isäntäaineina

Isäntäaineina tarkoitetaan molekyylisiä rakenteita tai kokoonpanoja, jotka tarjoavat isäntä- eli binding-paikan vierasmolekyylin sitoutumiselle. Supramolekulaarisessa kemiassa isäntä- ja vieraiden osien välinen vuorovaikutus johtaa isäntä-vieras kompleksin muodostumiseen. Isäntäaineet voivat olla luonnollisia tai synteettisiä ja ne voivat muodostaa erilaisia tiloja, kuten sisään päästyjä kappaleita tai ulkoilmakehää halventaen.

Yleisimmät isäntäaineet ovat makrokirjoitettuja rakenteita, joiden sisähalkaisija ja portaalien ominaisuudet ohjaavat vieraan valintaa. Esimerkkejä ovat ciclodekstriinit ja muut cyclodextrin-hostit, cucurbituril-yhdisteet, calixarenes, crown-etherit sekä pillarenes. Lisäksi käytetään koordinaatiopohjaisia isäntäaineita kuten metallikannesta koostuvia tai MOF-pohjaisia kappaleita, sekä dendrimereitä ja muita kapseloivia rakennelmia. Isäntäaineet voivat olla sekä suspensio- että liuosmuodossa toimivia kanssasubstraatteja.

Sitoutuminen perustuu non-kovalenttisiin vuorovaikutuksiin: hydrofobinen vaikutus, sidos- ja vetysidokset, ioniset vuorovaikutukset sekä pi- ja aromatic- vuorovaikutukset. Sitoutumistila on usein 1:1 tai 1:2 (isäntä:vieras), ja tarkka stoikiometria sekä valikoivuus määräytyvät tilan, koon, muodon ja ympäristön mukaan, kuten liuottimen pH- ja lämpötilatilanteen vaikutus.

Sovellukset ulottuvat lääkkeiden toimituksesta ja liukoisuuden parantamisesta erotukseen ja puhdistukseen sekä sensorointiin, katalyysiin ja ympäristöteknologiaan. Isäntäaineiden tutkimus ja kehitys mahdollistavat tarkemman kontrollin molekyylien vuorovaikutuksista sekä uusiin toimintoihin soveltuvien isäntäjärjestelmien rakentamisen.