Công nghệ sử dụng ánh sáng để dự báo cấu trúc phân tử của tinh thể

Giáo sư hóa học Timothy Korte, thuộc Đại học Syracuse đã sử dụng các sóng ánh sáng cực ngắn để nghiên cứu một loại lực liên kết yếu (Lực phân tán london – một dạng của lực Van der Waals) của các phân tử trong một tinh thể. Nghiên cứu cơ bản này sẽ có thể áp dụng giải quyết các vấn đề về nghiên cứu, chế tạo và quản lý chất lượng thuốc. Khi nghiên cứu một loại thuốc, việc tìm ra các cách thức có thể để phân tử thuốc tập hợp lại tạo thành dạng tinh thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ sử dụng ánh sáng để dự báo cấu trúc phân tử của tinh thể Công nghệ sử dụng ánh sáng để dự báo cấu trúc phân tử của tinh thểGiáo sư hóa học Timothy Korte, thuộc Đại học Syracuse đã sử dụng các sóng ánh sáng cực ngắn để nghiên cứumột loại lực liên kết yếu (Lực phân tán london – một dạng của lực Van der Waals) của các phân tử trong một tinh thể. Nghiên cứu cơ bản này sẽ có thể áp dụng giải quyết các vấn đề về nghiên cứu, chế tạo và quản lý chất lượng thuốc.Khi nghiên cứu một loại thuốc, việc tìm ra các cách thứccó thể để phân tử thuốc tập hợp lại tạo thành dạng tinh thểlà rất quan trọng. Những thay đổi về thể cấu trúc có thểlàm thay đổi cách hấp thu và phát huy tác dụng của thuốcđối với cơ thể.Ví dụ một loại thuốc được bao bọc bởi một lớp gel, đượctinh thể hóa thành dạng rắn để tăng thời gian lưu giữ khibày bán. Thuốc bên trong vỏ bọc này đã biến đổi thànhdạng không thể hòa tan trong cơ thể con người, làm thuốcbất hoạt. Loại thuốc này đã không được bán tiếp. Ví dụnày cho thấy, các công ty thuốc không phải lúc nào cũngxác định được các dạng cấu trúc tinh thể của thuốc thôngqua các thí nghiệm truyền thống tốn thời gian và chi phí.Phòng thí nghiệm của Korter là một trong số ít các phòngthí nghiệm của các trường đại học trên thế giới nghiêncứu tiềm năng ứng dụng của bức xạ terahezt (THz) trongngành hóa chất và dược phẩm. Sóng ánh sáng THz tồn tạigiữa vùng sóng hồng ngoại và các vi sóng, có ưu điểm làkhông gây hại cho con người và có thể xuyên qua nhiềuloại vật liệu một cách an toàn bức xạ. THz cũng có thểđược sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của nhiều loạihợp chất. Korter đã sử dụng ánh sáng bước sóng Hz đểxác định tín hiệu của các phân tử khác nhau từ các vật liệunổ và hợp chất thuốc tới cấu trúc đóng của ADN.Nghiên cứu mới của Korter kết hợp các thí nghiệm về bứcxạ THz với các mô hình máy tính mới. Mô hình này chophép tính toán chính xác tác động của lực phân tánLondon nhằm dự đoán cấu trúc tinh thể của các loại hợpchất. Lực phân tán London là một trong các loại lực liênkết trong phân tử, khiến các phân tử xích lại với nhau vàhình thành nên thể rắn. Những thay đổi của môi trường(như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng) sẽ ảnh hướng tới lực nàybằng cách làm thay đổi cấu trúc tinh thể. Nhóm nghiêncứu của Korter đã so sánh các mô hình máy tính với cácthí nghiệm bức xạ THz và sử dụng các kết quả này để xácđịnh và cải thiện các mô hình lý thuyết.Nhóm nghiên cứu đã chứng minh được làm thế nào để sửdụng bức xạ THz để trực tiếp nhìn được các tương tác hóahọc. Mục tiêu cuối cùng lá sử dụng các tín hiệu bức xạTHz này để nghiên cứu các mô hình lý thuyết, xem xétvai trò của bức xạ THz đối với các lực yếu nhằm dự báocác cấu trúc tinh thể của dược phẩm trước khi xác địnhthông qua thử nghiệm