Apotheke "Wirklich aufgepeppt" über die Schaffung neuer Moleküle

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Jedes Mal, wenn Sie ein Geruch Entferner wie Febreze auf einem stinkenden Teppich sprühen, entfesseln Sie gut riechenden Chemikalien, die in nette kleine schützende Moleküle, so genannte molekulare Container transportiert werden.

Einige molekulare Container kommen in der Natur. Zum Beispiel in Reihenfolge für Proteine im Körper richtig funktioniert, müssen sie in ihre richtige drei dimensionale Form Falten. Um ihnen dabei zu helfen, nutzt Natur molekulare Container als Chaperone bekannt, um einen privaten Raum zu bieten, der korrekte Faltung fördert.

Viren sind auch molekulare Container. Sie transportieren das virale Erbgut, die haben eines großen Einfluss auf die menschliche Gesundheit.

Inspiriert von der Natur, organische Chemiker wie mich erstellen auch künstlichen oder synthetischen, molekulare Container in Produkte verwenden wie Febreze. Aber wir suchen auch nach Möglichkeiten, um molekulare Container für andere Dinge, die unser Leben verbessern können. Zum Beispiel können einige molekulare Container ein Medikament genau an der Stelle in Ihrem Körper zu liefern, wo sie, wie ein Krebs-Tumor gebraucht wird. Andere Arten von molekularen Containern können vorgenommen werden, ändern Sie Farben je nach ihrer Ladung – Sprengstoff, illegale Drogen und auch unangenehme Gerüche – und damit als "elektronische Nasen."

Natur ist besser

Aber unsere synthetische molekulare Container sind einfach nicht so gut wie die natürlichen. Für eine Sache, sie sind nicht so stark oder so flexibel. Deshalb habe ich versucht, Wege finden, um noch besser molekulare Container in meinem Labor an der Universität von Maryland zu erstellen.

Aber wie macht man etwas als gut – oder noch besser – als das, was wir in der Natur finden?

Das ist eines der wirklich coolen Sachen über sein ein Chemiker! Ich kann direkt in meinem Labor ein Molekül, das nie existiert hat. Es ist wie eine Art Gebäude etwas mit LEGOs, nur versuche ich wie Sie herausfinden, wie man ein völlig neues Molekül zu bauen – oder in diesem Fall wie einen besser molekulare Container zu bauen.

Natürlich bauen neue Moleküle nicht immer einfach. Ich habe auf der Suche nach Lösungen für dieses eine Problem seit fast 10 Jahren gearbeitet. Wie die meisten Forscher team ich andere Wissenschaftler. Studenten in meinem Labor arbeiten mit mir, und ich habe Partner in Kanada, Australien, Südkorea und Japan.

Durchbruch

Erst im vergangenen Jahr haben wir einen Durchbruch, der wirklich wichtig für die Schaffung eines besseren molekularen Containers sein könnte.

Wir haben herausgefunden, wie mithilfe von ein Molekül namens ein Cucurbit [7] Uril (oder CB[7]), wirklich einen starken und zuverlässigen molekulare Container. Die CB [7] wirkt wie einen starken Kleber, aber es ist dennoch flexibel. Nicht nur CB [7] als auch einen natürlichen molekularen Container, es ist auch einfach zu zubereiten. Wir denken, dass Pharmaunternehmen und Hersteller werden in der Lage, zu synthetisieren, oder produzieren, relativ leicht. Das ist wichtig, wenn Sie etwas erstellen Sie hoffen viele Menschen hilft.

Wir waren einige der ersten Menschen, die CB-Moleküle zu studieren, und es war wirklich spannend, dass unsere Experimente funktionieren. Der Zeit vor der großen Entdeckungen zu machen können das frustrierend sein. Wenn Sie etwas völlig neues zu entdecken, ist es weil Sie nicht verstehen, was geschieht. Sie Fragen sich, "Was hier vorgeht?"

Eine Menge Leute halte Chemie alle Formeln und zahlen. Aber ich denke an ihn als Versuch zu verstehen, wie die Natur funktioniert. Wenn Sie gerne basteln und nehmen die Dinge auseinander zu sehen, wie sie funktionieren, könnten Sie Chemie, zu genießen. Als ich ein Kind war, liebte ich das Spiel mit LEGOs, sehen, wie die Dinge zusammen passen. Wenn ich College begann, wollte ich Arzt werden. Aber wenn ich organische Chemie für meine pre-med Kurse nahm das ist, wenn wusste, ich wollte nicht, dass ein Arzt nicht mehr sein - ich Chemie studieren wollte. Ich könnte vorstellen, wie Moleküle chemisch zusammenpassen. Ich denke an mich als Architekt von Molekülen. Ich bin jetzt wirklich aufgepeppt über die Entdeckungen, die wir machen.

Wie molekulare Container-Arbeit

Febreze: Cyclodextrine bilden die molekulare Container, die verschiedene Moleküle zu halten, die ein Aroma zu erzeugen. Wenn die molekulare Container stinkende machen, Kontakt vor Ort, das Aroma Moleküle innen verdunsten und lassen Sie einen angenehmen Geruch. Die Behälter weiterhin arbeiten, absorbieren den schlechten Geruch.

Drogen: viele vielversprechende pharmazeutischer Wirkstoffe nicht vermarktet Medikamente werden, weil sie nicht in Wasser löslich sind. Molekulare Container kommen zur Rettung von verbindlich das Wasser unlöslichen Medikament, Verbesserung seiner Löslichkeit im Wasser, deshalb ermöglicht es, für den Verbraucher formuliert werden.

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Anmerkung der Redaktion: Lyle Isaacs ist Professor für organische Chemie an der University of Maryland. Dieser Forschung wurde unterstützt durch die nationalen
Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für grundlegende Finanzierung angeklagt
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