Разбирането на клетъчната и молекулярната биология напоследък се е увеличило значително. С тези важни открития науката започва да напредва, като намира нови отговори на стари проблеми.

Един от тези непрекъснати научни постижения е дизайнът на молекули. В тази статия ще научите повече за проектирането на молекули и неговите основни цели по прост и динамичен начин.

Какво е молекула?

Молекулата е група от два или повече атома, които заедно образуват най-малката разпознаваема единица, на която може да се раздели чист материал, като се запазят съдържанието и химичните му характеристики. Молекулите се идентифицират със символа на елемента и индекс, указващ броя на атомите.

Диатомичните молекули се образуват, когато се съединят само два атома. Въглеродният оксид (CO) е двуатомна молекула, съставена от един въглероден атом и един кислороден атом. Хомоядрена диатомна молекула се образува, когато два атома от един и същ елемент, например кислород (O2) и азот (N) (N2). Полиатомните молекули, като водата (H2O) и въглеродния диоксид, включват повече от два атома (CO2). Полимерите са по-големи молекули, които могат да включват хиляди атоми.

Като молекули атомите могат да се сглобяват по различни начини. Няколко молекули могат да се образуват чрез комбиниране на едни и същи атоми в различни количества. Водата (H2O) се образува от два водородни атома и един кислороден атом, докато водородният пероксид се образува от два водородни и два кислородни атома (H2O2). Освен това едни и същи атоми могат да се комбинират в едни и същи съотношения, но в различна физична структура. Физическата структура на молекулата определя нейните свойства. 

Проектиране на молекули

Дизайнът на молекула е инженерна/научна конструкция, която комбинира два или повече компонента, за да създаде нов биологичен агент.

Химиците използват технически познания и извършват ръчни експерименти с дизайна на молекулата, като въвеждат и премахват функционални групи - групи от атоми и връзки с определени качества. Дори когато се използват методи, които предвиждат идеалните желани качества, химиците все пак трябва да извършват всяка стъпка на модификация ръчно. Това може да отнеме много време на всеки етап и въпреки това да не се получат молекули с подходящите характеристики.

Целта на проектирането на молекули

Във фармацевтичната индустрия дизайнът на молекули е ценен актив. Всеки път, когато се въвежда ново лекарство срещу рак, то отбелязва усилията на учени, които са прекарали години в задкулисна работа, за да създадат и тестват нов дизайн на молекула.

Целта на модифицирането на дизайна на дадена молекула е да се направи лекарството възможно най-ефективно, като същевременно остане безопасно и лесно за производство. Този вид работа включва конструирането на всяка алтернативна молекулярна структура за тестване, което е времеемка операция, дори ако изследователите възнамеряват да променят само един въглероден атом, те трябва да изберат измежду хиляди различни възможности за изграждане на тази структура.

Един от начините за това е да се използва компютърно подпомаган молекулен дизайн (CAMD). Разработването на лекарства е процес на решаване на проблеми, който започва с целта да се локализира правилната молекула и правилното физикохимично свойство в определено молекулно пространство. Алгоритъмът на CAMD започва да действа още тук, като проектира и разработва активни фармацевтични компоненти, както и молекулен дизайн, при който се избират помощни вещества и молекули носители. 

CAMD дойде, за да демонстрира как може да се справи с фармацевтичните трудности и как отнемащите време техники "проба-грешка" могат да бъдат значително заменени от компютърни подходи. 

Разработват се няколко нови техники, включително модел за машинно обучение, създаден от изследователи на MIT който може да помогне на химиците да произвеждат молекули с по-висока сила много по-бързо чрез автоматизиране на проектирането на молекули, за да се ускори разработването на лекарства. 

Работете рамо до рамо с опитни графични дизайнери, за да създадете правилната илюстрация за вашето изследване

Зрително обучаващите се са 65% от населението, според проучване, интегрирането на визуални елементи в статиите с цел предаване на историята може да бъде по-ефективно. В инфографиките се използват визуални помощни средства като диаграми, графики и схеми, за да се помогне на хората да разберат сложни теми. Сътрудничество с Помислете за графикатана експертните графични дизайнери, за да създадете подходящата илюстрация за вашето изследване и да увеличите популярността на работата си!

Увеличаване на проучванията ми с илюстрации

Свързани статии
абонамент за лого

Абонирайте се за нашия бюлетин

Ексклузивно висококачествено съдържание за ефективни визуални
комуникация в областта на науката.

- Ексклузивно ръководство
- Съвети за дизайн
- Научни новини и тенденции
- Уроци и шаблони