Onderzoekers van de North Carolina State University hebben de eerste chemische "kaart" van kleurstoffen vrijgegeven uit de Max A. Weaver Dye Library, die bijna 100 bevat, 000 monsters van unieke kleurstoffen en stoffen. De informatie zou onderzoekers kunnen helpen bij het ontwikkelen van kleurstoffen met gewenste eigenschappen.

NC State analytisch chemicus Nelson Vinueza werkt aan het digitaliseren en analyseren van de bibliotheek, zodat de inhoud toegankelijk is voor het publiek. "Elk flesje heeft de chemische structuur erop geschreven, dus we moeten eerst die moleculaire structuren digitaliseren en dan kandidaten selecteren om verdere karakterisering uit te voeren, "zegt Vinueza. "Natuurlijk met een bibliotheek van deze omvang, de tijd en kosten verbonden aan het karakteriseren van elke kleurstof zouden onbetaalbaar zijn, dus we hadden een snellere, efficiëntere manier om deze kleurstoffen te kunnen analyseren."

Vinueza werkte samen met NC State computationeel chemicus Denis Fourches om een ​​chemiekaart van de 2 te maken, 700 kleurstoffen waarvan de moleculaire structuren al gedigitaliseerd waren. Dankzij de computermodellen konden de onderzoekers kleurstoffen vergelijken met vergelijkbare chemische structuren en eigenschappen.

De cheminformatica-analyse maakte ook de identificatie mogelijk van 150 chemisch unieke kleurstoffen die representatief zijn voor de bibliotheek. Om onderzoekers te helpen bij het ontwikkelen van kleurstoffen met gewenste eigenschappen, deze bemonsterde chemische structuren zijn nu openbaar beschikbaar in de ChemSpider-database. "Er zijn 58 miljoen chemicaliën in de ChemSpider-database, en 143 van de kleurstoffen hebben een volledig unieke chemie, wat echt fantastisch is, ', zegt Vinueza.

"Wij zijn van mening dat deze toevoeging van onschatbare waarde kan zijn voor onderzoekers die op zoek zijn naar bepaalde kenmerken in deze chemicaliën, zoals antibiotische of kankerbestrijdende eigenschappen, of voor kleurstoffen die licht absorberen op manieren die kunnen leiden tot betere zonneceltechnologie, Vinueza gaat verder. "Deze kleurstofbibliotheek zou van onschatbare waarde kunnen zijn bij het creëren van geavanceerde oplossingen voor problemen variërend van de menselijke gezondheid tot het milieu."

"De chemische kaarten en de andere cheminformatica-modelleringstechnieken die we hier hebben gebruikt, bieden een goedkopere en snellere manier om te screenen op chemische kleurstoffen met de gewenste eigenschappen, ", zegt Fourches. "Het zou tientallen jaren duren om diezelfde analyse uit te voeren door alle monsters experimenteel te karakteriseren en te testen in een laboratorium.

"En aangezien deze kleurstoffen in de loop van de tijd opeenvolgend werden geconstrueerd, het is eenvoudig vast te stellen waar structurele veranderingen hebben geleid tot interessante eigenschappen. We laten zien dat kleine wijzigingen in de chemische structuren van de kleurstoffen kunnen leiden tot dramatische veranderingen in hun eigenschappen. Deze bibliotheek is een echte schatkamer voor scheikundigen."

Het onderzoek verschijnt in Chemische Wetenschappen .