เทคนิคแบบเรียลไทม์แบบใหม่ในการวัดการเปลี่ยนแปลงของ chirality ของชีวโมเลกุลในส่วนลึกของรังสีอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าอาจมีความสำคัญต่อการพัฒนายาและการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ที่ดีขึ้น วิธีการนี้ซึ่งอิงตามสเปกโทรสโกปีไดโครอิซึมแบบวงกลมที่แก้ไขตามเวลา ยังสามารถทำให้เราเข้าใจเพิ่มเติมว่าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างส่งผลต่อการทำงานของชีวโมเลกุลอย่างไร
โมเลกุลของ Chiral มีสองรูปแบบ
ที่เรียกว่า enantiomers ซึ่งเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน คล้ายกับมือมนุษย์ Chirality เป็นคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้าง 3 มิติของโมเลกุล และเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานทางชีวเคมีของชีวโมเลกุล อันที่จริง กระบวนการทางชีววิทยาคือ “โฮโมชิรัล” ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีการคัดเลือกอย่างสูงเมื่อพูดถึงความถนัดของโมเลกุลที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโนส่วนใหญ่ที่พบในสิ่งมีชีวิตจะถนัดซ้าย ในขณะที่น้ำตาลธรรมชาติส่วนใหญ่ถนัดขวา
Chirality ยังเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของยาและ enantiomers ของโมเลกุลเดียวกันสามารถมีคุณสมบัติทางเคมีและชีวภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ความแตกต่างระหว่างพวกเขาจึงเป็นที่สนใจเป็นพิเศษสำหรับผู้ที่พัฒนาเภสัชภัณฑ์ใหม่
สเปกโทรสโกปีแบบวงกลมวิธีหลักในการตรวจจับอีแนนทิโอเมอร์ที่แตกต่างกันคือการใช้เทคนิคที่เรียกว่าสเปกโตรสโคปีแบบวงกลม (CD) ซึ่งใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลที่ถนัดซ้ายและถนัดขวาดูดซับแสงโพลาไรซ์แบบวงกลมต่างกัน ซีดีสเปกโตรสโคปีมักใช้ที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า 300 นาโนเมตร โดยที่ชีวโมเลกุล เช่น กรดอะมิโน ดีเอ็นเอ และเฮลิซของเปปไทด์จะดูดซับแสงได้มากที่สุด อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ท้าทายในการดำเนินการในช่วงเวลาที่น้อยกว่าหนึ่งพิโควินาทีที่โมเลกุลได้รับการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างที่ส่งผลต่อคุณสมบัติของไครัล
คลื่นแสงเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่นไหว
และเมื่อพวกมันถูกโพลาไรซ์แบบวงกลม นั่นคือ ถูกแปลงเป็นวงเวียนเหมือนเกลียววงกลมรอบทิศทางของการแพร่กระจาย พวกมันสามารถสัมผัสได้ถึง chirality ระดับโมเลกุล ผู้เขียนนำการศึกษาMalte Oppermannอธิบาย โมเลกุลไครัลจะดูดซับทิศทางหนึ่งของเกลียว (มือซ้ายหรือมือขวา) มากกว่าทิศทางอื่นเสมอ
พัลส์เลเซอร์เกินขีด“นวัตกรรมในเครื่องมือของเราคือ แทนที่จะใช้หลอดไฟที่แผ่รังสีอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ CD ที่มีจำหน่ายทั่วไป เราได้ปรับเทคนิคนี้เพื่อให้สามารถใช้เลเซอร์พัลส์เกินขีด (ด้วยระยะเวลาที่สั้นกว่า 0.5 พิโควินาที) ซึ่งช่วยให้เครื่องมือสามารถถ่ายภาพต่อเนื่องอย่างรวดเร็วของ chirality ของโมเลกุลราวกับว่ามันเป็นกล้องวิดีโอที่ถ่ายได้ 2 ล้านเฟรมต่อวินาที”
พัลส์เลเซอร์ที่ใช้นั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะในแบนด์วิดท์สุดขีดใน UV ลึก โดยขยายความยาวคลื่นอย่างต่อเนื่องระหว่าง 250 ถึง 370 นาโนเมตร ซึ่งช่วยให้เราติดตามช่วง chirality ในช่วงที่กรดอะมิโนและนิวคลีโอเบสของ DNA ดูดซับ เขาบอกกับPhysics World “ในทางเทคนิค เครื่องมือของเรามีความพิเศษเนื่องจากสามารถบันทึกสเปกตรัมซีดีที่สมบูรณ์ตลอดช่วงความยาวคลื่นทั้งหมดของพัลส์เลเซอร์ของเราตั้งแต่การยิงด้วยเลเซอร์ไปจนถึงการยิงด้วยเลเซอร์ ในเครื่องมือเชิงพาณิชย์ สเปกตรัมของซีดีจะต้องสแกนความยาวคลื่นด้วยความยาวคลื่น ซึ่งใช้เวลานานกว่า”
เปิดเผยรายละเอียดที่ไม่สามารถเข้าถึง
ได้ก่อนหน้านี้Static CD spectroscopy เป็นเทคนิคยอดนิยมในการวิเคราะห์ทางชีวเคมีและการวิจัยทางเภสัชกรรม เพื่อตรวจสอบโครงสร้างและหน้าที่ของโมเลกุลหลายประเภท เขาอธิบาย อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเหล่านี้เป็นไดนามิกและสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของโมเลกุล เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ค่า pH กิจกรรมทางเคมี หรือการดูดกลืนแสง เป็นต้น “
ขณะนี้ เราสามารถสังเกตมาตราส่วนเวลาที่เร็วมากซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นได้ ซึ่งเราหวังว่าจะนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ว่าโมเลกุล เช่น โปรตีน ควบคุมการทำงานของพวกมันผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างได้อย่างไร สิ่งนี้จะมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจกิจกรรมทางชีวภาพเช่นการพับโปรตีนหรือการผูกมัดกับยาอย่างไร
เนื่องจากมีเทคนิคการทดลองเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่รวดเร็วเหล่านี้ นักวิจัยกล่าวว่าขณะนี้พวกเขาหวังว่าจะค้นพบรายละเอียดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้ อันที่จริงตอนนี้พวกเขาจะใช้เครื่องมือใหม่ของพวกเขาเพื่อศึกษา myoglobin และ hemoglobin โครงสร้างของโมเลกุลเหล่านี้เปลี่ยนไปตามช่วงเวลา picosecond เมื่อพวกมันจับหรือปล่อยออกซิเจน
“เรายังต้องการวัดการเคลื่อนที่แบบเรียลไทม์และเร็วมากของโมเลกุล เช่น มอเตอร์ระดับโมเลกุล ซึ่งสามารถขับเคลื่อนและควบคุมได้ด้วยแสงวาบ” Oppermann กล่าว “มอเตอร์เหล่านี้เป็นหัวข้อของการวิจัยที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2559 ”
การบำบัดด้วยโฟโตไดนามิก (PDT) ใช้ยาที่กระตุ้นด้วยแสงเพื่อสร้างชนิดของออกซิเจนที่มีปฏิกิริยาซึ่งฆ่าเซลล์มะเร็งในบริเวณใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม การใช้งานมีข้อจำกัดโดยการแทรกซึมของแสงเข้าไปในเนื้อเยื่อในระดับต่ำและการสะสมของยาไวแสงในเนื้องอกไม่เพียงพอ อนุภาคนาโนที่ออกแบบมาเพื่อส่งสารไวแสงสามารถปรับปรุงการกำหนดเป้าหมายไปยังตำแหน่งเนื้องอกได้ แต่การสะสมของยาจะมีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างเนื้องอกและผู้ป่วย
ทีมนักวิทยาศาสตร์ในรัสเซียได้คิดค้นเทคนิคที่ใช้ MRI เพื่อระบุเวลาของการสะสมตัวรับแสงสูงสุดในเนื้องอก ซึ่งช่วยให้ฉายรังสีได้เมื่อความเข้มข้นของยาอยู่ที่ระดับสูงสุด ทีมงานได้พิสูจน์ประสิทธิภาพของแนวทางนี้ในการทดสอบพรีคลินิกแล้ว ( Pharmaceutics 10.3390/pharmaceutics10040284 )
นักวิจัยจากNUST MISIS , Moscow Technological University ( MIREA ) และPirogov Russian National Research Medical Universityได้สร้างอนุภาคนาโนแม่เหล็ก (MNPs) ที่บรรจุโมเลกุลไวแสง พวกเขาประเมินศักยภาพของอนุภาคไฮบริดเหล่านี้สำหรับ PDT ของหนูที่มีเนื้องอกมะเร็งลำไส้ใหญ่
นักวิจัยได้ใช้ MRI เพื่อติดตามอนุภาคในกระแสเลือดของสัตว์ในแบบเรียลไทม์และติดตามการสะสมของพวกมันในเนื้อเยื่อเนื้องอก การถ่ายภาพ MR พบการสะสม MNP สูงสุดในเนื้องอก 60 นาทีหลังการฉีด
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
