新的光子效应可能有助于开发手性药物

扭曲的纳米级半导体操纵光以一种新的方式,巴斯大学的研究员和密歇根大学的显示。效果可以被用来加速救命药物的发现和开发以及光子技术。

具体来说,光子效应可以帮助支持快速开发和筛选新的抗生素和其他药物通过automation-essentially机器人化学家。它提供了一个新的大规模筛选分析工具,分析庞大化合物库的方法。一个小样本的每个复合填充一个微型板块。井可以小立方毫米,和一盘巧克力棒的大小可以容纳一千人。

”来满足新兴的需求使自动化化学、水井越来越真的体积很小很小的电流分析方法,“说Ventsislav Valev,巴斯大学的物理学教授在英国和共同通讯作者,自然光子学的纸。“所以,从根本上需要新的方法来分析潜在的药物。”

手性药物分析的一个关键测量,或分子扭曲。生物系统,包括人体,通常更倾向于一个方向,左撇子或右撇子旋度。在最好的情况下,一个药物分子与错误的扭曲并没有,但在最糟糕的情况下,它可以造成伤害。研究者发现的效果可以用手性卷比立方毫米小10000倍。

“小卷可能注册这些影响是改变游戏规则的属性,使研究人员能够使用非常少量的昂贵的药物和收集成千上万倍的数据,”说Nicholas Kotov,欧文·朗缪尔杰出大学化学科学与工程教授的密歇根大学和共同通讯作者。

方法依赖于结构受生物设计,开发的Kotov的实验室,碲化镉,通常用于太阳能电池的半导体,塑造成纳米粒子像短段扭曲的丝带。这些组装成螺旋线,模仿蛋白质组装的方式。

“红光照射的时候,小半导体螺旋线生成新的光蓝色和扭曲。发出的蓝光也在一个特定的方向,这使得它容易收集和分析,”Kotov说。“节节胜利不寻常的光学效应大大降低了噪音,其他纳米分子和粒子在生物体液可能导致。”

利用这些效应在高通量筛查药物发现,纳米粒子组装成螺旋可能与药物混合的候选人。当nanohelices形式锁钥与药物结构,模拟药物的目标,nanohlices的转折会发生戏剧性的变化。这种变化的转折可以测量通过蓝光。

“应用药物现在只有一个问题的技术发展。我们的下一步是寻求赞助的发展,“Valev说,他领导了光子实验在洗澡。

蓝光从红色的生成也有助于药物开发样品接近生物组织的复杂性。分离两种颜色的光在技术上是容易,有助于减少噪音,假阳性和假阴性。而团队尝试实验测试的生物概念,COVID-19闭包和延迟导致蛋白质样品每次都毁了。

“博士后站在我这一边,Ji-Young Kim和博士生卢卡斯Ohnoutek浴方面,他们是英雄。他们试图在一些夜班工作,即使很受限制,”Kotov说。

这项研究是由英国皇家学会,科学和技术设施理事会,工程和物理科学研究委员会在英国,美国海军研究办公室。Kotov也是约瑟夫·b·和佛罗伦萨诉Cejka工程和化学工程教授,教授材料科学与工程、高分子科学与工程。

密歇根大学的申请专利保护,寻求合作伙伴将新技术推向市场。

参考:Ohnoutek L, Kim司法院路J, et al。三次谐波从半导体nanohelices米氏散射。Nat光子。2022:1-8。doi:10.1038 / s41566 - 021 - 00916 - 6

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