东京理工大学化学与生命科学实验室的化学家设计并开发了一种胶囊状合成受体，可以区分男性和女性类固醇激素。即，该受体对水中雄激素[1]雄性激素显示出异常高的结合亲和力。
今天发表在《科学进展》上的他们的成就是仿生设计的典范[2]-模仿自然思想的系统的创建。这组作者说：“天然的生物受体可以利用它们的蛋白质口袋识别出男性和女性类固醇激素之间的微小结构差异。”“但是，到目前为止，人工模拟该功能一直是一个挑战。”
它们突破的关键是受体内腔的独特设计（模仿天然口袋，但使用了非天然成分）。这种空腔被与金属离子结合在一起的聚芳香族骨架[3]包围，使受体能够充当半刚性容器-一个足以适应激素形状并诱导有效键合相互作用的柔性容器。
由吉泽道夫（Michito Yoshizawa），山下昌宏（Masahiro Yamashina）及其同事进行的这项研究是该团队先前开发用于医疗和环境领域广泛生物传感应用的创新纳米胶囊的工作的延续。
他们的实验表明，合成受体优先以与天然雄激素受体相似的顺序结合类固醇性激素，首先是雄性激素（例如睾丸激素和雄激素），然后是雌性激素，例如孕酮和β-雌二醇。当将雄性和雌性激素的混合物置于60摄氏度的水溶液中悬浮十分钟时，该受体以98％以上的选择性与睾丸激素完全结合（见图）。即使混合物中含有大量过量的雌性激素，也能达到如此高的选择性。
使用X射线晶体学分析，研究人员观察到，在包封睾丸激素时，球形空腔会变形为椭圆形。他们说这种构象变化有助于增强受体与激素之间的分子间相互作用。
更进一步，研究小组设计了一种使用受体来检测极少量雄性激素的方法。他们制备了一种受体-染料复合物，它发出的蓝绿色荧光没有睾丸激素。通过添加纳克级的睾丸激素，封装后荧光显着降低，代表了一种非凡的新超灵敏检测方法。
研究人员说：“我们预见到，在不久的将来，我们的合成受体将用于类固醇性激素的实用，超灵敏分析设备的开发，其范围从医疗工具到运动中的兴奋剂控制。”
