Dithiothreitol (DTT), CAS: 3483-12-3, một loại phụ gia xanh mới.

Dithiothreitol (DTT), CAS: 3483-12-3, là một chất phản ứng được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, thường được dùng làm chất khử cho DNA chứa nhóm sulfhydryl, chất loại bỏ nhóm bảo vệ và chất khử liên kết disulfide trong protein. Đây là một loại phụ gia xanh mới đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất pin.

Dithiothreitol (DTT) là một chất khử mạnh, và khả năng khử của nó chủ yếu là do tính ổn định về cấu trúc của vòng sáu cạnh (chứa các liên kết disulfide) ở trạng thái oxy hóa. Sự khử một liên kết disulfide điển hình bởi dithiothreitol bao gồm hai phản ứng trao đổi liên kết sulfhydryl-disulfide liên tiếp. Khả năng khử của dithiothreitol (DTT) bị ảnh hưởng bởi giá trị pH, và nó chỉ có thể phát huy tác dụng khử khi giá trị pH lớn hơn 7. Điều này là do chỉ có các anion thiolate đã bị khử proton mới phản ứng, trong khi mercaptan thì không, và pKa của nhóm mercapto thường là 8,3.

Dithiothreitol (DTT) thường được sử dụng để khử các liên kết disulfide của phân tử protein và polypeptide. Nó thường được dùng như một chất bảo vệ nhóm sulfhydryl của protein và được sử dụng trong các chế phẩm vắc-xin để ngăn chặn các gốc cysteine ​​của protein hình thành các liên kết disulfide nội phân tử và liên phân tử. Trong quá trình phát hiện axit nucleic, dithiothreitol (DTT) có thể phá hủy các liên kết disulfide trong protein RNase, làm biến tính RNase và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các thí nghiệm như xây dựng thư viện RNA và khuếch đại RNA. Dithiothreitol (DTT) cũng được sử dụng như một chất giải độc để bảo vệ tế bào và mô, như một chất bảo vệ chống bức xạ, v.v.

Tuy nhiên, dithiothreitol (DTT) thường không thể khử các liên kết disulfide nằm trong cấu trúc protein (do dung môi không thể tiếp cận). Việc khử các liên kết disulfide này thường đòi hỏi phải làm biến tính protein trước.

Để ức chế hiệu ứng con thoi của pin lithium-lưu huỳnh và cải thiện hiệu suất điện hóa của pin lithium-lưu huỳnh, người ta thử sử dụng dithiothreitol (DTT) làm chất cắt để cắt các polysulfua bậc cao nhằm ngăn chúng hòa tan. Dithiothreitol (DTT) được trộn vào giấy ống nano carbon đa vách (MWCNT) để tạo lớp trung gian DTT. Lớp trung gian DTT được đặt giữa tấm điện cực dương và màng ngăn của pin lithium-lưu huỳnh dạng nút, với mật độ bề mặt mang lưu huỳnh của tấm điện cực dương khoảng 2mg/cm2. Kết quả quan sát SEM xác nhận rằng DTT được phân tán đồng đều trên bề mặt và các khoảng trống của giấy MWCNT. Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy pin lithium-lưu huỳnh với cấu trúc sandwich DTT có dung lượng riêng khi phóng điện lần đầu là 1288 mAh/g ở tốc độ 0,05C. Lần đầu tiên, hiệu suất Coulomb đạt gần 100%, và dung lượng riêng trong quá trình sạc và xả ở tốc độ 0,5C, 2C và 4C lần lượt đạt 650mAh/g, 600mAh/g và 410mAh/g. Việc đưa cấu trúc sandwich DTT vào có thể cắt hiệu quả các polysulfua bậc cao. Điều này ngăn chặn chúng di chuyển đến điện cực âm lithium, từ đó ức chế hiệu ứng con thoi và cải thiện độ ổn định chu kỳ cũng như hiệu suất Coulomb của pin lithium-sulfur.

Cần lưu ý rằng dithiothreitol (DTT) là một chất độc hại. Ví dụ, khi có mặt các kim loại chuyển tiếp, dithiothreitol (DTT) có thể gây tổn thương oxy hóa cho các phân tử sinh học. Đồng thời, dithiothreitol (DTT) cũng có thể làm tăng độc tính của một số hợp chất chứa asen và thủy ngân. Dithiothreitol (DTT) có mùi hăng, có thể gây hại cho sức khỏe khi hít phải và tiếp xúc với da. Do đó, cần phải bảo vệ người sử dụng bằng cách đeo khẩu trang, găng tay và kính bảo hộ, và làm việc trong tủ hút khí.