Comh-Aireachta Fiosracht Cheimiceach - Cuid 2

Bhí roinnt comhdhúile ó sheó anchúinse ceimiceach le feiceáil sa chlár roimhe seo den rannóg cheimic (a mheas de réir theideal na sraithe, is cinnte nach bhfoghlaimeoidh tú fúthu ar scoil). Is “daoine” measartha measúla iad seo ar bronnadh Duais Nobel orthu, ainneoin a gcuma neamhghnách, agus is ar éigean gur féidir a n-airíonna i roinnt réimsí a mheas ró-ard. San Airteagal seo, tá sé in am eolas a fháil ar na chéad charachtair bhunaidh eile ó ríocht na ceimice, nach lú suimiúil ná éitear coróin agus a gcuid díorthach.

Crainn cheimiceacha

Tá podáin, comhdhúile le slabhraí fada ceangailte leis an gcuid lárnach den mhóilín, tar éis aicme nua substaintí a thabhairt chun cinn (níos mó ar "ochtapas ceimiceacha" in airteagal na míosa seo caite). Bheartaigh poitigéirí líon na “tentacles” a mhéadú. Chun seo a dhéanamh, le gach ceann de na hairm dar críoch i ngrúpa na n-adamh in ann imoibriú, cuireadh móilín eile, ag críochnú sna grúpaí comhfhreagracha (dhá cheann nó níos mó; is é an pointe a mhéadú ar líon na hailt a d'fhéadfadh nascadh le cáithníní eile) . D'imoibrigh níos mó móilíní leis, ansin níos mó, agus mar sin de. Léirítear an méadú ar mhéid an chórais iomláin sa léaráid:

Bhain ceimiceoirí na comhdhúile nua le craobhacha crann a bhí ag fás, mar sin an t-ainm dendrimerium (ón dendron Gréigis = crann, meros = cuid). Bhí sé in iomaíocht ar dtús leis na téarmaí "arborola" (is é seo an Laidin, áit a chiallaíonn Arbor freisin adhmad) nó "cáithníní easghluaiseachta". Cé go bhfuil cuma níos cosúla ar an údar le tentacles tangled smugairle róin nó anemóin shuiteach, tá sé de cheart ag na fionnachtana, ar ndóigh, ainmneacha a fháil. Breathnú tábhachtach freisin is ea comhlachas dendrimers le struchtúir fractal.

1. Múnla de cheann de na dendrimers an bhunaidh

céim fáis brainse

Ní féidir le dendrimers fás ar feadh tréimhse éiginnte (1). Fásann líon na mbrainsí go heaspónantúil, agus tar éis roinnt go deich gcéim de mhóilíní nua a cheangal ar dhromchla an mhais sféarúil, cuirtear deireadh leis an spás saor in aisce (sroicheann an t-iomlán toisí nanaiméadar; is ionann nanaiméadar agus billiúnú méadar). Ar an láimh eile, tá na féidearthachtaí chun airíonna dendrimer a ionramháil beagnach gan teorainn. D’fhéadfadh go mbeadh na gnéithe atá i láthair ar an dromchla hidreafaileach (“uisce-ghrámhar,” i.e., a bhfuil cleamhnas acu le huisce agus le tuaslagóirí polacha) nó hidreafóbach (“uisce-sheachaint,” ach is gnách go dtiocfaidh siad i dteagmháil le leachtanna neamhpholacha, mar shampla. an chuid is mó de thuaslagóirí orgánacha). tuaslagóirí). Ar an gcaoi chéanna, is féidir leis an taobh istigh de mhóilín a bheith polar nó neamhpholach. Faoi dhromchla an dendrimer, idir na brainsí aonair, tá spásanna saor in aisce inar féidir substaintí roghnaithe a thabhairt isteach (ag an gcéim sintéise nó níos déanaí, is féidir iad a cheangal freisin le grúpaí dromchla). Dá bhrí sin, i measc na gcrann ceimiceach, gheobhaidh gach duine rud éigin oiriúnach dá riachtanais. Agus tusa, a léitheoir, sula léann tú an t-alt seo go dtí an deireadh, smaoinigh ar cad is féidir leat móilíní a úsáid a mbeidh, bunaithe ar a struchtúr, “compordach” in aon timpeallacht, agus cad iad na cinn a bhféadfadh substaintí eile a bheith iontu?

Ar ndóigh, mar choimeádáin chun comhdhúile roghnaithe a iompar agus a n-ábhar a chosaint. (2). Is iad seo na príomh-iarratais dendrimers. Cé go bhfuil siad fós ag an gcéim taighde den chuid is mó, tá cuid acu á n-úsáid go praiticiúil cheana féin. Tá dendrimers iontach chun drugaí a iompar i dtimpeallacht uiscí an chomhlachta. Ní mór roinnt drugaí a mhodhnú go speisialta chun a dhíscaoileadh i sreabhán coirp - seachnóidh úsáid iompróirí na claochluithe seo (is féidir leo tionchar diúltach a imirt ar éifeachtacht an druga). Ina theannta sin, scaoiltear an tsubstaint ghníomhach go mall ón taobh istigh den capsule, rud a chiallaíonn gur féidir dáileoga a laghdú agus a ghlacadh níos lú go minic. Mar thoradh ar cheangal na móilíní éagsúla le dromchla an dendrimer go n-aithnítear iad ach amháin ag cealla orgáin áirithe. Ligeann sé seo, ar a seal, an druga a iompar go díreach chuig a cheann scríbe gan an comhlacht ar fad a nochtadh d'fho-iarsmaí neamhriachtanacha, mar shampla, i dteiripe frith-ailse.

2. Samhail dendrimer ina bhfuil móilín eile

(os cionn)

Cruthaítear cosmaidí bunaithe ar uisce agus saillte araon. Mar sin féin, is minic a bhíonn an tsubstaint ghníomhach intuaslagtha i saill, agus tá an táirge cosmaideach i bhfoirm tuaslagán uiscí (agus vice versa: ní mór an tsubstaint intuaslagtha in uisce a mheascadh le bonn saille). Nuair a chuirtear eiblitheoirí (a cheadaíonn réiteach cobhsaí uisce-saill a fhoirmiú) ní oibríonn sé go fabhrach i gcónaí. Dá bhrí sin, tá saotharlanna cuideachtaí cosmaidí ag iarraidh leas a bhaint as acmhainneacht dendrimers mar iompróirí is féidir a oiriúnú go héasca do riachtanais. Tá fadhbanna cosúla le sárú ag an tionscal ceimiceach um chosaint barr. Arís, is minic is gá lotnaidicíd neamhpholach a mheascadh le huisce. Éascaíonn dendrimers an nasc agus, ina theannta sin, an pataigin a scaoileadh ón taobh istigh de réir a chéile, laghdaítear méid substaintí tocsaineacha. Feidhm eile is ea cóireáil nanacháithníní airgid mhiotalacha, ar eol go scriosann miocróib iad. Tá taighde ar siúl freisin ar úsáid dendrimers chun antaiginí a iompar i vacsaíní agus blúirí DNA i dtaighde géiniteach. Tá níos mó féidearthachtaí ann, ní gá duit ach do shamhlaíocht a úsáid.

buicéid

Is é glúcós an comhdhúil orgánach is flúirseach sa domhan beo. Meastar go dtáirgtear 100 billiún tonna in aghaidh na bliana! Úsáideann orgánaigh príomhtháirge na fótaisintéise ar bhealaí éagsúla. Is foinse fuinnimh é glúcóis i gcealla, feidhmíonn sé mar ábhar cúltaca (stáirse plandaí agus glycogen ainmhithe) agus ábhar tógála (ceallalóis). Ag tús an naoú haois déag agus an fichiú haois, aithníodh táirgí de mhiondealú páirteach stáirse faoi ghníomhaíocht einsímí baictéaracha (giorraithe mar CD). Mar a thugann an t-ainm le tuiscint, is naisc thimthriallacha nó fáinneacha iad seo:

Tá siad comhdhéanta de shé (athraitheach a-CD), seacht (b-CD) nó ocht (g-CD) móilíní glúcóis, cé go bhfuil fáinní níos mó ar eolas freisin. (3). Ach cén fáth a bhfuil táirgí meitibileach roinnt baictéir chomh suimiúil sin go bhfuil áit acu sa “Scoil Theicniúil Óga”?

3. Múnlaí cyclodextrins. Ó chlé: a – KD, b – KD, g – KD.

Ar an gcéad dul síos, is comhdhúile intuaslagtha in uisce iad cyclodextrins, rud nár cheart a bheith iontas - tá siad sách beag agus comhdhéanta de ghlúcós an-intuaslagtha (foirmíonn stáirse cáithníní ró-mhór chun tuaslagán a fhoirmiú, ach is féidir iad a chur ar fionraí). Ar an dara dul síos, tá grúpaí iomadúla OH agus adaimh ocsaigine glúcóis in ann móilíní eile a cheangal. Sa tríú háit, déantar cyclodextrins a tháirgeadh trí phróiseas biteicneolaíochta simplí ó stáirse saor agus atá ar fáil go héasca (i mílte tonna in aghaidh na bliana faoi láthair). Ar an gceathrú dul síos, fanann siad go hiomlán substaintí neamh-tocsaineacha. Agus ar deireadh, is é an rud is bunaidh ná a bhfoirm (ar cheart duitse, an Léitheoir, a mholadh agus tú ag úsáid na gcomhdhúile seo): Buicéad gan bhun, i.e. tá cyclodextrins oiriúnach chun substaintí eile a iompar (ní thitfidh móilín a théann trí pholl níos mó amach). coimeádán ag bun, agus, ina theannta sin, tá sé ceangailte ag fórsaí interatomic). Mar gheall ar a neamhdhíobhálacha don tsláinte, is féidir iad a úsáid mar chomhábhar i gcógas agus i dtáirgí bia.

Mar sin féin, ba ghníomhaíocht chatalaíoch an chéad úsáid a bhaintear as cyclodextrins, a aimsíodh go luath tar éis a gcur síos. Tharla sé de sheans go dtéann roinnt imoibrithe a bhaineann leo ar aghaidh go hiomlán difriúil ná in éagmais na gcomhdhúile seo sa chomhshaol. Is é an chúis go bhfaigheann móilín an tsubstráit ("aoi") taobh istigh den bhuicéad ("óstach") (4, 5). Mar sin, tá cuid den mhóilín dorochtana d’imoibrithe, agus ní féidir leis an gclaochlú tarlú ach amháin sna háiteanna sin a théann amach. Tá an mheicníocht gníomhaíochta cosúil le gníomh go leor einsímí, a “mascann” codanna de mhóilíní freisin.

4. Samhail de mhóilín cyclodextrin ina bhfuil móilín eile.

5. Súil eile ar an gcoimpléasc céanna

Cad iad na móilíní is féidir a stóráil taobh istigh de cyclodextrins? Beagnach aon cheann a d’oirfeadh taobh istigh - is é an pointe cinntitheach an comhfhreagras frithpháirteach idir méideanna an aoi agus an óstaigh (mar atá i gcás éitear corónach agus a gcuid díorthach; féach alt na míosa seo caite) (6). Is airí de chuid cyclodextrins é seo

6. Cyclodextrin teaghrán ar slabhra eile

móilíní, is é sin, rotaxane (tuilleadh sonraí: san eagrán

Eanáir)

a dhéanann úsáideach iad chun comhdhúile a ghabháil go roghnach ón gcomhshaol. Ar an mbealach seo, déantar substaintí a íonú agus a scaradh ón meascán tar éis imoibriú (mar shampla, i dtáirgeadh drugaí).

Úsáidí eile? D'fhéadfaí sleachta ón alt roimhe seo sa tsraith a lua (samhlacha einsímí agus iompróirí, ní hamháin cinn ianach - iompraíonn cyclodextrins substaintí éagsúla) agus sliocht ag cur síos ar dendrimers (substaintí gníomhacha a iompar i gcógas, i gcosmaidí agus i dtáirgí cosanta plandaí). Tá na buntáistí a bhaineann le pacáistiú cyclodextrin cosúil freisin - tuaslagann gach rud in uisce (murab ionann agus an chuid is mó de dhrugaí, cosmaidí agus lotnaidicídí), scaoiltear an tsubstaint ghníomhach de réir a chéile agus maireann sé níos faide (rud a fhágann gur féidir dáileoga níos lú a úsáid), agus tá an coimeádán a úsáidtear in-bhithmhillte (díscaoileann miocrorgánaigh). go tapa). táirge nádúrtha, déantar é a mheitibiliú freisin i gcorp an duine). Cosnaítear inneachar an phacáiste freisin ó thionchair chomhshaoil ​​(rochtain laghdaithe ar an móilín stóráilte). Tá foirm ag táirgí cosanta plandaí a chuirtear i cyclodextrins atá áisiúil le húsáid. Is púdar bán é atá cosúil le plúr prátaí a thuaslagtar in uisce roimh úsáid. Dá bhrí sin, ní gá tuaslagóirí orgánacha guaiseacha agus inadhainte a úsáid.

Nuair a fhéachaimid ar liosta úsáidí cyclodextrin, is féidir linn roinnt “blasanna” agus “boladh” eile a fháil ar an liosta. Cé gur meafar é an chéad cheann a úsáidtear go minic, seans go gcuirfidh an dara ceann iontas ort. Mar sin féin, feidhmíonn buicéid cheimiceacha chun boladh míthaitneamhach a bhaint chomh maith le aromas atá ag teastáil a stóráil agus a scaoileadh. Níl iontu ach fresheners aeir, maolaitheoirí bolaidh, cumhrán agus páipéar cumhra d’úsáidí coimpléisc cyclodextrin. Is fíric suimiúil é go gcuirtear comhdhúile cumhráin atá pacáistithe i cyclodextrins le púdair níocháin. Le linn iarnáil agus caitheamh, briseann an t-aroma de réir a chéile agus scaoiltear é.

Am chun iarracht a dhéanamh. “Is é leigheas searbh an leigheas is fearr,” ach bíonn blas uafásach air. Mar sin féin, má dhéantar é a riaradh i bhfoirm casta le cyclodextrin, ní bheidh aon mothaithe míthaitneamhach ann (tá an tsubstaint scoite ó bachlóga blas). Baintear searbhas sú grapefruit freisin le cabhair ó cyclodextrins. Tá sleachta gairleog agus spíosraí eile i bhfad níos cobhsaí i bhfoirm coimpléisc ná i bhfoirm saor in aisce. Feabhsaíonn blasanna pacáistithe mar an gcéanna blas caife agus tae. Ina theannta sin, labhraíonn breathnóireacht a ngníomhaíocht anticholesterol i bhfabhar cyclodextrins. Tá cáithníní de cholaistéaról “olc” ceangailte laistigh de bhuicéad ceimiceach agus eisfhearadh ón gcorp san fhoirm seo iad. Mar sin tá cyclodextrins, táirgí de thionscnamh nádúrtha, ina sláinte féin freisin.