Wissenschaftler sehen reiner, sicherere Arzneimittel mit Hilfe von ' Twisted Licht ' und Nanotechnologie

    In einer neuen Studie , wo sie verwenden nanoskaliger Strukturen zu "Twist " Licht , damit es mit Materie in Wechselwirkung eindeutig , zeigen die Wissenschaftler sie zwischen links- und rechtshändige Versionen des gleichen Moleküls unterscheiden kann . Eine solche Sensormechanismus könnte dazu beitragen, sicherzustellen, größere Reinheit und Sicherheit von Arzneimitteln , sagen sie.

    Mit Kollegen aus Forschungszentren in Belgien und Italien , Dr. Ventsislav Valev und Professor Jeremy Baumberg vom Cavendish Laboratory an der University of Cambridge in Großbritannien entwickelt, die Sensormechanismus mit leistungsstarken Lasern in Kombination mit einer nanostrukturierten Goldoberfläche .

    Sie berichten ihre Arbeit in der Zeitschrift Advanced Materials .

    "Gemeinsam könnten diese Technologien dazu beitragen, dass neue Medikamente sind sicher und rein ", sagt Dr. Valev .

    Bei einigen Formen, ist das Spiegelbild symmetrisch - wenn man sie zusammen mischen , können Sie den Unterschied zwischen einer Struktur und sein Spiegel nicht sagen, "twin ". Sondern auch mit anderen Formen, beispielsweise unsere Hände , ist die linke ein Spiegelbild der rechten Seite, aber es stimmt nicht mit ihm - die rechte Hand nicht in Ihre linke Handschuh passt.

    In der Chemie wird diese " Händigkeit " genannt Chiralität. Die Chiralität des Moleküls beeinflusst, wie es in Wechselwirkung mit der Umgebung und verschiedenen chiralen Formen des gleichen Moleküls können ganz unterschiedliche Auswirkungen haben.

    Chiralität ist in der Medikamentenentwicklung wichtig, weil es nur die Rechts- oder Linkshänder -Version, die die gewünschte Wirkung aufweist.

    Vielleicht der bekannteste Beispiel der Chiralität , die unerwünschte Nebenwirkungen hervorhebt ist, dass von Thalidomid , ein Medikament, das für schwangere Frauen in den 1950er und 1960er Jahren verschrieben wurde .

    Einer chiralen Form von Thalidomid bei der Behandlung war Schwangerschaftsübelkeit in der frühen Schwangerschaft , aber die andere Form verhindert ein gesundes Wachstum des Fötus. Aber die Droge, die Patienten erhielten enthalten beide Formen , und mehr als 10.000 Kinder auf der ganzen Welt wurden mit verkürzten oder fehlenden Gliedmaßen und andere Defekte geboren.

    Somit identifiziert das korrekte chiralen Form eines Wirkstoff konnte entscheidend sein. Spezifischen Formen binden an spezifische Zellrezeptoren , so gewährleistet die korrekte Version ist chiral vorliegenden bestimmt die Reinheit und Wirksamkeit des Endproduktes. Aber das Problem ist , wenn ein Medikament synthetisiert werden beide chiralen Formen in gleichen Mengen hergestellt .

    Laser, Gold-Nanostrukturen und Twisted- Licht -Molekül Chiralität wählen

    Verwendung Strahlen des polarisierten Lichts ist eine Möglichkeit , die Chemiker können verschiedene chirale Formen der Moleküle zu erkennen. Verschiedenen chiralen Formen des gleichen Moleküls drehen das Licht auf unterschiedliche Weise - Herstellung " chiroptischen Effekte . " Diese sind jedoch in der Regel sehr schwach.

     Twisted Licht
    Die Forscher sagen, dass, wenn verdrehten Licht die Verdrehung von Nanostrukturen übereinstimmt , starke Wechselwirkung mit chiralen Molekülen entstehen könnten.
    Bildquelle : Credit: Ventsislav Valev

    Aber mit ihrem leistungsfähigen Laser , können die Wissenschaftler Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG) chiroptischen Effekte , die in der Regel drei Größenordnungen stärker sind zu produzieren. Und vor kurzem haben Wissenschaftler entwickelte auch eine super-twisted Form von Licht als " superchiral light" , die die verschiedenen chiroptischen Effekte, die links- und rechtshändige Versionen von chiralen Molekülen zu produzieren erhöht .

    Dr. Valev und Kollegen machte einen weiteren Schritt in Richtung noch stärker chiroptischen Effekte , indem sie eine direkte Verbindung zwischen den Grundgleichungen für superchiral Licht und SHG - eine Kombination, die sie glauben können Rekord- Effekte ergeben , was zu einer sehr hohen Empfindlichkeit zur Messung der chirale Reinheit von Medikamenten.

    Als Plasmonen Nanostrukturen bekannt - - , die das Licht konzentrieren sich auf Hotspots auf ihren Oberflächen , wo superchiral Licht und SHG ihre Effekte kombinieren sie auch die Empfindlichkeit durch die Verwendung winziger Goldstrukturen weiter verbessert .

    In ihrem Bericht über die Studie , sie " zu markieren vier verschiedenen Strategien , die verwendet wurden , um das riesige chiroptischen Effekte in chiralen Nanostrukturen zu erreichen."

    Stellen sie auch zwei Beispiele für das, was sie als " chirale Schalter " beschreiben :

    "Während in der ersten, Umschalten der Chiralität des einfallenden Lichts bewirkt eine Umkehrung der Händigkeit in der Nanostrukturen , in die zweite Schalt die Händigkeit der Nanostrukturen führt zu einer Umkehr in der Chiralität des austretenden Lichts . "

    Dr. Valev sagt: " Durch den Einsatz von Nanostrukturen , Laser und diese einzigartige Verdrehen Eigenschaft des Lichts , wir könnten selektiv zerstören die unerwünschte Form des Moleküls , während die gewünschte Form unberührt. "

    Im Juli 2013 , berichtet Medical News Today , wie Forscher in der Schweiz entwickelt ein Super- Schnelltest für die Bakterien unter Verwendung von Nanogröße Stimmgabeln . Derzeit können einige Tests zur Identifizierung von Bakterien Tage dauern. Mit einem Test auf Basis der Nano- Stimmgabeln , glauben die Forscher die Zeitskala für Ergebnisse würden auf Minuten zu reduzieren , die möglicherweise die Rettung von Patienten, deren Infektionen sind so schwerwiegend, sie werden sterben , wenn sie nicht das Recht erhalten, Antibiotikum sofort.