Công nghệ sử dụng ánh sáng để dự báo cấu trúc phân tử của tinh thể Giáo sư hóa học Timothy Korte, thuộc Đại học Syracuse đã sử dụng các sóng ánh sáng cực ngắn để nghiên cứu một loại lực
Trang 1Công nghệ sử dụng ánh sáng để dự báo
cấu trúc phân tử của tinh thể
Giáo sư hóa học Timothy Korte, thuộc Đại học Syracuse
đã sử dụng các sóng ánh sáng cực ngắn để nghiên cứu một loại lực liên kết yếu (Lực phân tán london – một dạng của lực Van der Waals) của các phân tử trong một tinh thể Nghiên cứu cơ bản này sẽ có thể áp dụng giải quyết các vấn đề về nghiên cứu, chế tạo và quản lý chất lượng
thuốc
Khi nghiên cứu một loại thuốc, việc tìm ra các cách thức
có thể để phân tử thuốc tập hợp lại tạo thành dạng tinh thể
là rất quan trọng Những thay đổi về thể cấu trúc có thể làm thay đổi cách hấp thu và phát huy tác dụng của thuốc đối với cơ thể
Trang 2Ví dụ một loại thuốc được bao bọc bởi một lớp gel, được tinh thể hóa thành dạng rắn để tăng thời gian lưu giữ khi bày bán Thuốc bên trong vỏ bọc này đã biến đổi thành dạng không thể hòa tan trong cơ thể con người, làm thuốc bất hoạt Loại thuốc này đã không được bán tiếp Ví dụ này cho thấy, các công ty thuốc không phải lúc nào cũng xác định được các dạng cấu trúc tinh thể của thuốc thông qua các thí nghiệm truyền thống tốn thời gian và chi phí
Phòng thí nghiệm của Korter là một trong số ít các phòng thí nghiệm của các trường đại học trên thế giới nghiên cứu tiềm năng ứng dụng của bức xạ terahezt (THz) trong ngành hóa chất và dược phẩm Sóng ánh sáng THz tồn tại giữa vùng sóng hồng ngoại và các vi sóng, có ưu điểm là không gây hại cho con người và có thể xuyên qua nhiều loại vật liệu một cách an toàn bức xạ THz cũng có thể được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của nhiều loại hợp chất Korter đã sử dụng ánh sáng bước sóng Hz để xác định tín hiệu của các phân tử khác nhau từ các vật liệu
nổ và hợp chất thuốc tới cấu trúc đóng của ADN
Nghiên cứu mới của Korter kết hợp các thí nghiệm về bức
xạ THz với các mô hình máy tính mới Mô hình này cho phép tính toán chính xác tác động của lực phân tán
London nhằm dự đoán cấu trúc tinh thể của các loại hợp chất Lực phân tán London là một trong các loại lực liên kết trong phân tử, khiến các phân tử xích lại với nhau và hình thành nên thể rắn Những thay đổi của môi trường
Trang 3(như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng) sẽ ảnh hướng tới lực này bằng cách làm thay đổi cấu trúc tinh thể Nhóm nghiên cứu của Korter đã so sánh các mô hình máy tính với các thí nghiệm bức xạ THz và sử dụng các kết quả này để xác định và cải thiện các mô hình lý thuyết
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh được làm thế nào để sử dụng bức xạ THz để trực tiếp nhìn được các tương tác hóa học Mục tiêu cuối cùng lá sử dụng các tín hiệu bức xạ THz này để nghiên cứu các mô hình lý thuyết, xem xét vai trò của bức xạ THz đối với các lực yếu nhằm dự báo các cấu trúc tinh thể của dược phẩm trước khi xác định thông qua thử nghiệm