Forfølger sikrere, billigere lægemidler via elektromagnetisk kontrol på atomniveau

almindelige lægemidler, såsom ibuprofen, kan bære en iboende fejl i deres atomare struktur, som parrer de aktive, gavnlig ingrediens med en potentielt ineffektiv – eller endda giftig – modpart. Ny forskning kan indeholde nøglen til lettere at isolere det gode og samtidig fjerne det uønskede.

Dr. Shoufeng Lan, assisterende professor i J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering ved Texas A&M University, leder et team, der undersøger brugen af ​​elektromagnetisk kontrol over syntesen af ​​chirale forbindelser på atomniveau - en proces, der kan føre til et væld af praktiske anvendelser, herunder i medicinalindustrien. Holdets forskning blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Mystisk nok, alle levende organismer på jorden består kun af venstrehåndede aminosyrer og højrehåndede sukkerarter, men ikke deres spejlede modstykker, " sagde Lan. "Fænomenet er den såkaldte homokiralitet af livet, og det er den ultimative form for asymmetrisk syntese."

Lan brugte eksemplet med en menneskelig hånd til at demonstrere begrebet chiralitet, bemærker, at hvis du skulle lave et spejlbillede af din hånd, det kunne ikke lægges perfekt over originalen.

Ved at identificere en vellykket metode til at bruge asymmetrisk syntese til at skabe nye versioner af strukturer for emner som ibuprofen, Lan sagde, at bedre versioner af generiske lægemidler med reduceret toksicitet kunne skabes til en lavere pris end i øjeblikket tilgængelig på grund af den nuværende oprensningsproces.

Imidlertid, at opnå succes, forskerne bliver først nødt til at overvinde det praktiske behov for at implementere denne magnetiske effekt på asymmetrisk syntese ved stuetemperatur. I øjeblikket, denne effekt er relativt svag, selv med et stærkt magnetfelt eller ved en temperatur så lav som -450 grader F (-268 C).

Lan sagde, at emnet om at adressere chiralitet var grundlaget for 2001 Nobelprisen i kemi, som bruger et eksisterende chiralt objekt - et katalysatormolekyle - til at overføre chiralitet til den ønskede spejlbilledeform som det endelige produkt.

"Det her Naturkommunikation papir demonstrerede en gigantisk atom-skala magneto-chiral effekt, der er størrelsesordener stærkere, " sagde Lan. "Ved at anvende denne effekt, det er uden tvivl muligt at mestre en asymmetrisk syntese eller asymmetrisk selvsamling."

Lan sagde, at hans teams forskning kunne vise sig at være revolutionerende for feltet ved at skabe en ny iteration af biomedicinsk, kemiske og farmaceutiske anvendelser. For eksempel, ved asymmetrisk at syntetisere kun den aktive komponent af racemisk Lexapro – den mest almindelige medicin i USA med mere end 25 millioner recepter – kan forskningen reducere lægemidlets bivirkninger.

"Vi forventer, at vores demonstration kan føre til skabelsen af ​​chirale frø på atomskalaen, " sagde Lan. "Over dem, vi håber at overføre chiraliteten ved hjælp af banebrydende teknologier, såsom en metal-organisk ramme, at skabe chirale materialer fra nanoskala til makroskala."