Pēdējā laikā ir ievērojami uzlabojusies izpratne par šūnu un molekulāro bioloģiju. Līdz ar šiem svarīgajiem atklājumiem zinātne sāk virzīties uz priekšu, izstrādājot jaunas atbildes uz vecām problēmām.

Viens no šiem zinātnes sasniegumiem ir molekulu dizains. Šajā rakstā vienkāršā un dinamiskā veidā uzzināsiet vairāk par molekulu projektēšanu un tās galvenajiem mērķiem.

Kas ir molekula?

Molekula ir divu vai vairāku atomu grupa, kas kopā veido mazāko atpazīstamo vienību, kurā var sadalīt tīru materiālu, saglabājot tā saturu un ķīmiskās īpašības. Molekulas apzīmē ar elementa simbolu un apakšindeksu, kas norāda atomu skaitu.

Diatomās molekulas veidojas, kad savienojas tikai divi atomi. Oglekļa monoksīds (CO) ir divatomu molekula, kas sastāv no viena oglekļa atoma un viena skābekļa atoma. Homonukleāra diatomu molekula veidojas, kad savienojas divi viena un tā paša elementa atomi, piemēram, skābekļa (O2) un slāpekļa (N) (N2). Poliatomu molekulas, piemēram, ūdens (H2O) un oglekļa dioksīds, sastāv no vairāk nekā diviem atomiem (CO2). Polimēri ir lielākas molekulas, kurās var būt tūkstošiem atomu.

Atomi kā molekulas var veidoties dažādos veidos. Kombinējot vienus un tos pašus atomus dažādos daudzumos, var veidoties vairākas molekulas. Ūdens (H2O) veidojas no diviem ūdeņraža atomiem un viena skābekļa atoma, savukārt ūdeņraža peroksīds veidojas no diviem ūdeņraža atomiem un diviem skābekļa atomiem (H2O2). Turklāt vieni un tie paši atomi var apvienoties vienādās attiecībās, bet ar atšķirīgu fizikālo struktūru. Molekulas fizikālā struktūra nosaka tās īpašības. 

Molekulu dizains

Molekulas dizains ir inženiertehniska/zinātniska konstrukcija, kurā apvienoti divi vai vairāki komponenti, lai radītu jaunu bioloģisku aģentu.

Ķīmiķi izmanto tehniskās zināšanas un manuāli eksperimentē ar molekulu konstrukciju, ieviešot un likvidējot funkcionālās grupas - atomu grupas un saites ar noteiktām īpašībām. Pat tad, ja tiek izmantotas metodes, kas paredz ideālas vēlamās īpašības, ķīmiķiem joprojām katrs modifikācijas solis ir jāveic manuāli. Tas var aizņemt ilgu laiku katrā posmā, un tomēr netiek iegūtas molekulas ar atbilstošām īpašībām.

Molekulu projektēšanas mērķis

Farmācijas nozarē molekulu dizains ir vērtīgs ieguvums. Ikreiz, kad tiek ieviestas jaunas zāles pret vēzi, tas iezīmē to zinātnieku pūles, kuri gadiem ilgi ir strādājuši aizkulisēs, lai izveidotu un pārbaudītu jaunu molekulas dizainu.

Molekulas konstrukcijas modificēšanas mērķis ir padarīt zāles pēc iespējas efektīvākas, vienlaikus saglabājot to drošumu un vienkāršību ražošanā. Šāda veida darbs ir saistīts ar katras alternatīvas molekulārās struktūras konstruēšanu testēšanai, kas ir laikietilpīga darbība, pat ja pētnieki plāno izmainīt tikai vienu oglekļa atomu, pētniekiem jāizvēlas no tūkstošiem dažādu iespēju, lai izveidotu šo struktūru.

Viens no veidiem, kā to izdarīt, ir izmantot datorizētu molekulāro projektēšanu (CAMD). Zāļu izstrāde ir problēmu risināšanas process, kas sākas ar mērķi lokalizēt pareizo molekulu un pareizo fizikāli ķīmisko īpašību noteiktā molekulārajā telpā. Šeit sāk darboties CAMD algoritms, projektējot un izstrādājot aktīvās farmaceitiskās sastāvdaļas, kā arī molekulas dizainu, kurā tiek izvēlētas palīgvielas un nesējmolekulas. 

CAMD ieradās, lai demonstrētu, kā tas var tikt galā ar farmācijas grūtībām un kā laikietilpīgās izmēģinājumu un kļūdu metodes var būtiski aizstāt ar datorizētām metodēm. 

Tiek izstrādātas vairākas jaunas metodes, tostarp MIT pētnieku izveidoto mašīnmācīšanās modeli. kas varētu palīdzēt ķīmiķiem daudz ātrāk ražot molekulas ar lielāku iedarbību, automatizējot molekulu izstrādi, lai paātrinātu zāļu izstrādi. 

Strādājiet plecu pie pleca ar prasmīgiem grafikas dizaineriem, lai izveidotu pareizo ilustrāciju jūsu pētījumam.

65% iedzīvotāju ir vizuāli izglītojamie, saskaņā ar pētījumu, vizuālo elementu integrēšana rakstos, lai vēstītu par stāstu, var būt efektīvāka. Infografikās tiek izmantoti vizuāli palīglīdzekļi, piemēram, diagrammas, grafiki un diagrammas, lai palīdzētu cilvēkiem izprast sarežģītus tematus. Sadarbojieties ar Atcerieties grafiku's ekspertiem grafikas dizaineriem, lai radītu pareizo ilustrāciju jūsu pētījumam un palielinātu jūsu darba atpazīstamību!

Palielini manu pētījumu ar ilustrācijām

Saistītie raksti
logotipa abonements

Abonēt mūsu biļetenu

Ekskluzīvs augstas kvalitātes saturs par efektīvu vizuālo
komunikācija zinātnē.

- Ekskluzīvs ceļvedis
- Dizaina padomi
- Zinātnes jaunumi un tendences
- Mācību pamācības un veidnes