Fysik- och kemiforskare från Hong Kong Baptist University (HKBU) har uppfunnit en ny metod som kan påskynda läkemedelsupptäcktsprocessen och leda till produktion av läkemedel av högre kvalitet som är renare och inte har några biverkningar. Tekniken använder ett specifikt nanomateriallager för att detektera målmolekylerna i läkemedel och bekämpningsmedel på bara fem minuter.

Den nya HKBU-uppfinningen kan tillämpas på läkemedelsupptäcktsprocessen, såväl som produktions- och kvalitetskontrollstegen för läkemedelstillverkningen. Den kan också användas i miljöövervakning. Pappret, med titeln "Chiral Nanopartikel-inducerad enantioselektiv amplifiering av molekylär optisk aktivitet, " publicerades i Avancerade funktionella material .

Teamet leddes gemensamt av docent Dr. Jeffery Huang Zhifeng och postdoktor Dr. Lin Yang från institutionen för fysik, och docent Dr. Ken Leung Cham-fai och postdoktor Dr. Kwan Chak-shing från Institutionen för kemi vid HKBU.

Läkemedel och bekämpningsmedel är sammansatta av organiska molekyler. I vanliga fall, varje molekyl har två "kirala" versioner, som är spegelbilder av varandra i termer av absolut konfiguration. Även om det annars är identiskt, dessa "högerhänta" och "vänsterhänta" molekyler kan ha helt olika effekter. Till exempel, antiinflammatoriskt läkemedel naproxen av en viss typ av kiralitet kan behandla artritsmärta, medan dess spegelvända tvilling kan resultera i leverförgiftning. Som ett resultat, Att endast välja användbara kirala molekyler under läkemedelsupptäcktsprocessen kan hjälpa till att producera rena läkemedel som kan bota specifika sjukdomar utan negativa effekter.

Dock, att producera rena läkemedel är mycket dyrt och tidskrävande. Nuvarande läkemedel består ofta av lika stora mängder av vänster- och högerhänta kirala molekyler i vad som kallas en racemisk blandning. Även om denna 50-50 uppdelning har låga produktionskostnader, det leder också till lägre total effekt, och i vissa fall, kan leda till giftiga biverkningar i människokroppen.

Enligt Dr. Jeffery Huang, Det är viktigt att känsligt identifiera och lokalisera den korrekta formen av en kiral molekyl under läkemedelsupptäcktsprocessen, men är för närvarande svårt och tidskrävande eftersom molekyler vanligtvis är för små för att kunna övervakas känsligt. Dock, det specifika nanomaterialet designat och syntetiserat av teamet, som består av kirala silver nanopartiklar, kan förstärka signalen från de önskade kirala molekylerna och förbättra detektionskänsligheten med mer än 10 gånger, göra lokaliseringsprocessen snabbare, mer exakt och billigare.

Dr Huang sa att detta arbete öppnar en ny dörr för materialforskare att använda dessa metalliska kirala nanopartiklar på läkemedelsproduktionsprocesser, eftersom det för närvarande finns ett begränsat antal tekniker för tillverkning av nanomaterial. Han sa:"Vi har utvecklat ett banbrytande nanomaterial som använder ett enkelt, enstegs tillverkningsmetod för att känsligt detektera målläkemedelsmolekylerna på bara fem minuter. Förmågan hos de kirala nanopartiklarna att förstärka detektionskänsligheten är praktiskt taget önskvärd för spårdetektering."

Dr Ken Leung sa att i den nuvarande drogsyntesen i flera steg, både produktens och den chiroptiska renheten – vilket hänvisar till användningen av optiska tekniker för att undersöka kirala substanser – är avgörande styrande faktorer för att producera extrarena syntetiska läkemedelsmolekyler. Det nya nanomaterialet som utvecklats av teamet kommer så småningom att tillhandahålla en ny plattform för att effektivt och effektivt upptäcka den chiroptiska renheten hos syntetiserade föreningar, och kommer att hjälpa till att producera läkemedel utan biverkningar. Det är också ett nytt genombrott i lösningen av racemiska läkemedel, han lade till.