Kiinnitysryhminä

Kiinnitysryhminä tarkoittaa kemiallisia tai biologisia toiminnallisia ryhmiä, jotka mahdollistavat kiinnittymisen toiseen molekyyliin, pintaan tai rakenteeseen. Termiä käytetään laajasti kemian, biomolekyylien tutkimuksen ja materiaalitekniikan alueilla, joissa tavoitteena on immobilisoida aineita, muokata pintojen ominaisuuksia tai hallita vuorovaikutuksia.

Kiinnitys voi tapahtua kovakovalenttisesti tai heikompien vuorovaikutusten kautta. Kovakovalenttisessa kiinnityksessä syntyy pysyvä side, esimerkiksi amidi- taiesterisidoksia amino- ja karboksyyliryhmien välillä sekä epoksi- tai aldehydireaktioita. Ei-kovalenttisessa kiinnityksessä käytetään ionisia sidoksia, vetysidoksia, hydrofobisia vuorovaikutuksia sekä van der Waals -voimia, ja näiden kautta kiinnitys voi olla reversiibilin tai säädettävä. Yleisiä kiinnitysryhmiä ovat amino- (–NH2), karboksyyliryhmä (–COOH), thiol- (–SH), silan- (–Si–OH) sekä fosforyyliryhmät (–PO4H2). Reaktiivisina ryhminä hyödynnetään myös epoksia, aldehydejä/ketoneja sekä azide-ryhmiä, joita käytetään esimerkiksi Click-chemistryn yhteydessä.

Sovelluksia ja huomioita ovat entsyymien, DNA:n tai muiden biomolekyylien immobilisointi pinnoille, biosensorit sekä polymeerien ja materiaalien funktionalisointi. Kiinnitysryhmän valinta vaikuttaa kiinnityksen kestävyyteen, reaktiokykyyn sekä kiinnitettävän molekyylin toiminnallisuuden säilymiseen. Reaktiotapa ja ympäristö (pH, lämpötila, ratkaisu) sekä mahdollinen reversibiliteetti ovat tärkeitä suunnittelukriteerejä.