Новая технология STM указывает путь к новым и более чистым фармацевтическим препаратам
Используя ультратонкую и острую иглу с всего одной молекулой окиси углерода на конце, замерзшей до минус 266 градусов по Цельсию, исследователи из Университета Уорика и Кардиффа определили и нанесли на карту местоположение каждой молекулярной связи на поверхности изучаемого материала.
Этот метод сканирующей туннельной микроскопии (STM) настолько точен, что может измерять изменения электрического сопротивления на атомном уровне, создаваемого принципом исключения Паули, чтобы не только различать галогенные и водородные связи, но также точно отображать и наносить на карту их фактические местоположения в материале.
Тот же метод позволяет нам определять местоположение атомов в молекулах, обеспечивая тем самым мощный механизм контроля качества на производстве для выявления примесей в материалах.
Это помогает в производстве многих качественно новых материалов, в частности фармацевтических препаратов, и обеспечить их чистоту как никогда прежде.
Исследовательский проект, возглавляемый химиками из Университета Уорика, сначала использовал сканирующую туннельную микроскопию сверхвысокого разрешения, чтобы увидеть точное расположение атомов и связей в молекуле, а затем использовал эти невероятно точные изображения, чтобы определить взаимодействия, которые связывают молекулы друг с другом.
Используя сверхострую иглу с наконечником из окиси углерода, замерзшую до минус 266 градусов по Цельсию, исследователи смогли определить, являются ли атомные связи водородом или галогеном, а также смогли обнаружить мелкие дефекты в этих материалах. Эти результаты могут иметь большое значение для создания новых фармацевтических препаратов, которые будут более чистыми, чем когда-либо.
Исследователи сравнили стандарт с STM сверхвысокого разрешения для бромированной полициклической ароматической молекулы, нанесенной на поверхность золота. Они смогли продемонстрировать, что стандартные измерения STM не могут окончательно установить природу межмолекулярных взаимодействий, но новая методика может четко определить местоположение углеродных колец и атомов галогенов, определяя, как галогенные связи управляют молекулами.
Результат их исследования опубликован 30 апреля 2020 года, в статье и озаглавлен «Объединение сканирующей туннельной микроскопии высокого разрешения и первичных принципов моделирования для выявления галогенных связей» в Nature Communications.
Один из ведущих исследователей газеты, профессор Джованни Костантини из химического факультета Уорикского университета, сообщил:
«Известный физик Ричард Фейнман однажды сказал, что самый простой способ проанализировать любое сложное химическое вещество - это «посмотреть на него и увидеть, где находятся атомы». Методика, которую мы использовали, - это один из способов сделать это».
Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) обычно может выявить только общую форму и положение молекул в материале, но не обладает точностью, необходимой для определения их точной атомной структуры.
«Однако, используя сверхвысокое разрешение STM, мы могли точно определить местоположение углеродных колец и атомов галогена, что позволило нам установить, что галоген, а не водородная связь, управлял молекулярной сборкой этого материала», продолжил далее профессор Джованни Костантини. «Тщательно следуя пристрастию Ричарда Фейнмана к «просто взгляни на вещь», наша четкая визуализация фактического положения атомов в молекулах позволила нам определить положение и характер связи между молекулами.
Это было подтверждено теоретическими расчетами, которые выявили ряд электронных особенностей, которые Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) признает как идентифицирующие признаки галогеновой связи. Мы считаем, что значительная часть сложных или противоречивых молекулярных структур, которые обсуждались в литература за последние десятилетия может быть быстро и четко решена с использованием этого подхода, и мы прогнозируем его возрастающее использование в молекулярной нанонауке на поверхностях».
Другой ведущий научный сотрудник, доцент Габриэле Соссо из химического факультета Уорикского университета, также отмечает, что:
«Способность распознавать и фактически четко определять положение галогенных связей будет иметь особое значение для исследователей, пытающихся понять биомолекулярное распознавание и разработать новые лекарственные препараты».
«На самом деле, большая часть медицинской химии до сих пор фокусировалась на роли водородных связей, поскольку они повсеместны как в биохимии, так и в материаловедении: понимание галогеновых связей, таким образом, предоставит и дополнительный инструмент для разработки молекулярных систем следующего поколения. для разработки лекарств. Для этого важно, чтобы, как мы это делали в этой работе, мы объединили эксперименты и симуляции - чтобы получить исчерпывающую картину этого все еще в значительной степени неизученного молекулярного взаимодействия». Кассовая лента используется как расходный материал для распечатывания чеков и квитанций с помощью фискального регистратора, кассового аппарата либо чекового принтера.



Добавить в закладки:

Метки новости: {news-archlists}