Vanliga läkemedel, som ibuprofen, kan bära med sig en inneboende brist i sin atomstruktur, som parar de aktiva, välgörande ingrediens med en potentiellt ineffektiv – eller till och med giftig – motsvarighet. Ny forskning kan hålla nyckeln till att lättare isolera det goda samtidigt som det oönskade tas bort.

Dr Shoufeng Lan, biträdande professor vid J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering vid Texas A&M University, leder ett team som undersöker användningen av elektromagnetisk kontroll över syntesen av kirala föreningar på atomnivå - en process som kan leda till en uppsjö av praktiska tillämpningar, bland annat inom läkemedelsindustrin. Teamets forskning publicerades nyligen i tidskriften Naturkommunikation .

"Mystiskt nog, alla levande organismer på jorden består av endast vänsterhänta aminosyror och högerhänta sockerarter, men inte deras spegelvända motsvarigheter, ", sa Lan. "Fenomenet är livets så kallade homokiralitet och det är den ultimata formen av asymmetrisk syntes."

Lan använde exemplet med en mänsklig hand för att demonstrera begreppet kiralitet, notera att om du skulle skapa en spegelbild av din hand, det kunde inte läggas perfekt över originalet.

Genom att identifiera en framgångsrik metod för att använda asymmetrisk syntes för att skapa nya versioner av strukturer för föremål som ibuprofen, Lan sa att bättre versioner av generiska läkemedel med reducerad toxicitet skulle kunna skapas till en lägre kostnad än vad som för närvarande är tillgängligt på grund av den nuvarande reningsprocessen.

Dock, att nå framgång, forskarna måste först övervinna det praktiska behovet av att implementera denna magnetiska effekt på asymmetrisk syntes vid rumstemperatur. För närvarande, denna effekt är relativt svag, även med ett starkt magnetfält eller vid en temperatur så låg som -450 grader F (-268 C).

Lan sa att ämnet att ta upp kiralitet var grunden för 2001 års Nobelpris i kemi, som använder ett befintligt kiralt objekt - en katalysatormolekyl - för att överföra kiralitet till den önskade spegelbildsformen som slutprodukt.

"Detta Naturkommunikation papper visade en gigantisk atomisk magneto-kiral effekt som är storleksordningar starkare, " sa Lan. "Genom att tillämpa denna effekt, det är utan tvekan möjligt att bemästra en asymmetrisk syntes eller asymmetrisk självmontering."

Lan sa att hans teams forskning skulle kunna visa sig revolutionerande för området genom att skapa en ny iteration av biomedicinsk, kemiska och farmaceutiska tillämpningar. Till exempel, genom att asymmetriskt syntetisera endast den aktiva komponenten i racemisk Lexapro – den vanligaste medicinen i USA med mer än 25 miljoner recept – kan forskningen minska läkemedlets biverkningar.

"Vi räknar med att vår demonstration kan leda till skapandet av kirala frön på atomär skala, " sa Lan. "På dem, vi hoppas kunna överföra kiraliteten med hjälp av banbrytande teknologier, såsom ett metallorganiskt ramverk, att skapa kirala material från nanoskalor till makroskalor."