Het proces van het grondig onderzoeken van kenmerken van kandidaat-geneesmiddelen is essentieel voor het verkrijgen van institutionele goedkeuringen van nieuwe geneesmiddelen waarvoor hoogwaardige kristallografische gegevens vereist zijn. Inderdaad, het kweken van grote kristallen van goede kwaliteit uit verschillende stoffen heeft een bepaald doel voor dergelijke processen en analyses. Een recente studie, aangesloten bij UNIST heeft een nieuwe kristalgroeimethode geïntroduceerd, die de kristalgroei 10 keer sneller verbetert dan het gemiddelde.

Een internationaal gezamenlijk onderzoeksteam onder leiding van Distinguished Professor Bartosz Grzybowski (School of Natural Science) heeft aangetoond dat in aanwezigheid van polymeren (bij voorkeur polyionische vloeistoffen), verschillende soorten kristallen groeien in gewone oplosmiddelen, bij constante temperatuur, veel groter en veel sneller wanneer geroerd, in plaats van stil te houden. Dit doet het idee teniet dat mechanische storingen, zoals stoten, wervelend, of trillingen, interfereren met de productie van grote kristallen van goede kwaliteit.

De kristallisatiemethode begint meestal met de vorming van hoogwaardige entkristallen die zullen worden gebruikt om grote eenkristallen te laten groeien. Dus, het produceren van kristallen van goede kwaliteit van een geschikte grootte is de belangrijkste stap in het hele kristalstructuurproces. Om sneller kristallen van de juiste grootte en van goede kwaliteit te verkrijgen, het is belangrijk om Ostwald-rijping te vergemakkelijken, het proces van oplossen van kleinere deeltjes en de groei van grotere deeltjes ten koste van de kleinere deeltjes. Het is algemeen bekend dat mechanische verstoring van het kristalgroeivat kan resulteren in een groot aantal zeer kleine kristallen, in plaats van een klein aantal grote. Dit, dan, belemmert de groei van grote eenkristallen.

Echter, het onderzoeksteam observeerde een tegengesteld fenomeen in de groeioplossing, die polyionische vloeistoffen bevatten. Algemeen wordt aangenomen dat het kweken van grote kristallen alleen mogelijk is in ongestoorde oplossing, en dus het verkrijgen van grote kristallen door krachtig roeren leek abnormaal. Nader onderzoek toonde aan dat in aanwezigheid van polyionische vloeistoffen, roeren kan de groei van kristallen van verschillende stoffen bevorderen, waaronder diverse organische moleculen, anorganische zouten, metaal-organische complexen, en sommige eiwitten.

Om het mechanisme beter te begrijpen, het onderzoeksteam voerde een reeks kristallisatie-experimenten uit met de toepassing van een roermethode op een groeioplossing, bevattende polyionische vloeistof. Hun resultaten toonden aan dat de snelheid waarmee de gemiddelde kristalgrootte met de tijd groeide, minstens een orde van grootte sneller was dan de typische snelheden van Ostwald-rijping. Daarnaast, de groeisnelheid was evenredig met de roersnelheid en met de lengte van polymeerketenmoleculen.

In totaal zijn ongeveer 20 verschillende stoffen getest, waardoor kristallen veel sneller worden verkregen dan bij conventionele kristalgroeimethoden. "Belangrijk, in vergelijking met conventioneel gekweekte kristallen, deze versnelling van de groei door roeren in aanwezigheid van polyionische vloeistof was niet nadelig voor de kristalkwaliteit, zoals geëvalueerd door kristallografische kwaliteit van röntgendiffractiepatronen, " volgens het onderzoeksteam. Hun bevindingen kregen veel aandacht van academici, als een mechanisme voor het bevorderen van kristallisatie via een nieuw fysiek fenomeen in plaats van de bestaande Ostwald-rijping.

"Dit gesloten systeem, kristallisatie bij constante temperatuur aangedreven door afschuiving zou een waardevolle aanvulling kunnen zijn op het repertoire van kristalgroeitechnieken, waardoor een versnelde groei van kristallen mogelijk wordt gemaakt door de materialen- en farmaceutische industrie, " zegt Distinguished Professor Grzybowski.