Forskere frigiver det første kemiske kort over farvestoffer fra det historiske farvebibliotek

Forskere fra North Carolina State University har frigivet det første kemiske "kort" over farvestoffer fra Max A. Weaver Dye Library, som indeholder næsten 100, 000 prøver af unikke farvestoffer og stoffer. Oplysningerne kan hjælpe forskere med at udvikle farvestoffer med ønskværdige egenskaber.

NC State analytiske kemiker Nelson Vinueza arbejder på at digitalisere og analysere biblioteket, så dets indhold er tilgængeligt for offentligheden. "Hvert hætteglas har den kemiske struktur skrevet på det, så vi skal først digitalisere disse molekylære strukturer og derefter vælge kandidater til at udføre yderligere karakterisering, " siger Vinueza. "Selvfølgelig med et bibliotek af denne størrelse, tiden og omkostningerne forbundet med at karakterisere hvert farvestof ville være uoverkommelige, så vi havde brug for en hurtigere, mere effektiv måde at kunne analysere disse farvestoffer på."

Vinueza samarbejdede med NC State beregningskemiker Denis Fourches for at skabe et keminformatikkort over de 2, 700 farvestoffer, der allerede havde deres molekylære strukturer digitaliseret. Computermodellerne gjorde det muligt for forskerne at sammenligne farvestoffer med lignende kemiske strukturer og egenskaber.

Den keminformatiske analyse muliggjorde også identifikation af 150 kemisk unikke farvestoffer, der er repræsentative for biblioteket. For at hjælpe forskere med at udvikle farvestoffer med ønskværdige egenskaber, disse udtagne kemiske strukturer er nu offentligt tilgængelige i ChemSpider-databasen. "Der er 58 millioner kemikalier i ChemSpider-databasen, og 143 af farvestofferne har en helt unik kemi, hvilket er virkelig fantastisk, " siger Vinueza.

"Vi mener, at denne tilføjelse kan vise sig at være uvurderlig for forskere, der leder efter særlige egenskaber i disse kemikalier, såsom antibiotiske eller anti-cancer egenskaber, eller for farvestoffer, der absorberer lys på måder, der kunne føre til bedre solcelleteknologi, " Vinueza fortsætter. "Dette farvestofbibliotek kan vise sig at være uvurderligt til at skabe banebrydende løsninger på problemer lige fra menneskers sundhed til miljøet."

"De kemiske kort og de andre keminformatiske modelleringsteknikker, vi brugte her, giver en billigere og hurtigere måde at screene for kemiske farvestoffer med de ønskede egenskaber, Fourches siger. "At lave den samme analyse ved eksperimentelt at karakterisere og teste alle prøver i et laboratorium ville tage årtier.

"Og da disse farvestoffer blev konstrueret sekventielt over tid, det er ligetil at udpege, hvor strukturelle ændringer førte til egenskaber af interesse. Vi viser faktisk, at små modifikationer af farvestoffernes kemiske struktur kan føre til dramatiske ændringer af deres egenskaber. Dette bibliotek er et sandt skattekammer for kemikere."

Forskningen vises i Kemisk Videnskab .