Natuur- en scheikundegeleerden van de Hong Kong Baptist University (HKBU) hebben een nieuwe methode uitgevonden die het ontdekkingsproces van geneesmiddelen kan versnellen en kan leiden tot de productie van geneesmiddelen van hogere kwaliteit die zuiverder zijn en geen bijwerkingen hebben. De techniek maakt gebruik van een specifieke nanomateriaallaag om de doelmoleculen in geneesmiddelen en pesticiden in slechts vijf minuten te detecteren.

De nieuwe HKBU-uitvinding kan worden toegepast op het proces van medicijnontdekking, evenals de productie- en kwaliteitscontrolefasen van de farmaceutische productie. Het kan ook worden gebruikt in omgevingsmonitoring. De krant, getiteld "Chiral Nanoparticle-Induced Enantioselective Amplification of Molecular Optical Activity, " werd gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .

Het team werd gezamenlijk geleid door universitair hoofddocent dr. Jeffery Huang Zhifeng en postdoctoraal onderzoeker dr. Lin Yang van de afdeling Natuurkunde, en universitair hoofddocent dr. Ken Leung Cham-fai en postdoctoraal onderzoeker dr. Kwan Chak-shing van de afdeling scheikunde van HKBU.

Geneesmiddelen en pesticiden zijn samengesteld uit organische moleculen. Normaal gesproken, elk molecuul heeft twee "chirale" versies, die spiegelbeelden van elkaar zijn in termen van absolute configuratie. Hoewel verder identiek, deze "rechtshandige" en "linkshandige" moleculen kunnen totaal verschillende effecten hebben. Bijvoorbeeld, ontstekingsremmend geneesmiddel naproxen van een bepaald type chiraliteit kan artritispijn behandelen, terwijl zijn spiegelbeeld-tweeling kan leiden tot leververgiftiging. Als resultaat, het selecteren van alleen bruikbare chirale moleculen tijdens het ontdekkingsproces van geneesmiddelen kan helpen bij het produceren van pure medicijnen die specifieke ziekten kunnen genezen zonder nadelige effecten.

Echter, het produceren van pure medicijnen is erg duur en tijdrovend. De huidige geneesmiddelen bestaan ​​vaak uit gelijke hoeveelheden van de links- en rechtshandige chirale moleculen in een zogenaamd racemisch mengsel. Hoewel deze 50-50 verdeling lage productiekosten heeft, het leidt ook tot een lagere algehele werkzaamheid, en in sommige gevallen, kan leiden tot toxische bijwerkingen in het menselijk lichaam.

Volgens Dr. Jeffery Huang, het gevoelig identificeren en lokaliseren van de juiste vorm van een chiraal molecuul tijdens het ontdekkingsproces van geneesmiddelen is essentieel, maar is momenteel moeilijk en tijdrovend omdat moleculen doorgaans te klein zijn om gevoelig te worden gevolgd. Echter, het specifieke nanomateriaal dat door het team is ontworpen en gesynthetiseerd, die is samengesteld uit zilveren chirale nanodeeltjes, kan het signaal van de gewenste chirale moleculen versterken en de detectiegevoeligheid met meer dan 10 keer verbeteren, het locatieproces sneller maken, nauwkeuriger en goedkoper.

Dr. Huang zei dat dit werk een nieuwe deur opent voor materiaalwetenschappers om deze metallische chirale nanodeeltjes toe te passen op medicijnproductieprocessen, aangezien er momenteel een beperkt aantal fabricagetechnieken voor nanomaterialen worden aangeboden. Hij zei:"We hebben een baanbrekend nanomateriaal ontwikkeld dat gebruikmaakt van een eenvoudig, fabricagemethode in één stap om de doelgeneesmiddelmoleculen gevoelig te detecteren in slechts vijf minuten. Het vermogen van de chirale nanodeeltjes om de detectiegevoeligheid te versterken is praktisch gewenst voor sporendetectie."

Dr. Ken Leung zei dat in het huidige meerstaps geneesmiddelsyntheseproces, zowel de productzuiverheid als de chiroptische zuiverheid - wat verwijst naar het gebruik van optische technieken voor het onderzoeken van chirale stoffen - zijn cruciale controlerende factoren voor het produceren van extra zuivere synthetische medicijnmoleculen. Het nieuwe nanomateriaal dat door het team is ontwikkeld, zal uiteindelijk een nieuw platform bieden voor het efficiënt en effectief detecteren van de chiroptische zuiverheid van gesynthetiseerde verbindingen, en zal helpen om medicijnen te produceren zonder bijwerkingen. Het is ook een nieuwe doorbraak in de oplossing van racemische geneesmiddelen, hij voegde toe.