Co to jest synteza kombinatoryczna?
Synteza kombinatoryczna jest techniką stosowaną przez chemików do tworzenia dużej liczby powiązanych lub podobnych związków chemicznych w celu ich porównania. Dzięki zestawieniu danych dotyczących takiej grupy związków, zwanej biblioteką kombinatoryczną, chemik może następnie wykorzystać te dane do wybrania określonych związków do dalszych badań. Większość tego typu prac wykonywana jest wirtualnie, przy użyciu wyrafinowanego oprogramowania, umożliwiając chemikom szybkie gromadzenie informacji o każdym możliwym związku, który można utworzyć z pożądaną zasadą lub zestawem składników lub cząsteczek. Obiecujące związki można następnie wybrać i zsyntetyzować do testów w laboratorium.
Postępy w technologii komputerowej znacznie poszerzyły techniki syntezy kombinatorycznej i umożliwiły chemikom szybkie tworzenie bibliotek kombinatorycznych z bardzo dużą liczbą podobnych, ale odrębnych związków. Niektóre bazy danych tego typu mogą zawierać miliony różnych związków. Idea syntezy kombinatorycznej została po raz pierwszy rozwinięta w drugiej połowie XX wieku, ale stała się szeroko stosowanym narzędziem w latach 90. XX wieku, dzięki szybkiemu rozwojowi mocy obliczeniowej dostępnej dla naukowców.
Firmy farmaceutyczne są jednym z głównych użytkowników tej techniki, która pozwala na wykrycie i wybór potencjalnie użytecznych leków do najwcześniejszych faz testowania w znacznie szybszym tempie niż było to wcześniej możliwe. Korzystając z wyrafinowanego oprogramowania, naukowcy są w stanie wirtualnie zsyntetyzować całe rodziny związków w kilka sekund, które w innym przypadku zajęłyby lata, gdyby zostały przeprowadzone w laboratorium. To oprogramowanie może również pomóc im wybrać pewne związki do dalszych testów i syntezy w rzeczywistych warunkach. W ten sposób można opracować i wprowadzić wiele nowych leków do stosowania znacznie szybciej, niż byłoby to możliwe.
Inne dziedziny chemii mogą również wykorzystywać zasady syntezy kombinatorycznej. Naukowcy z wielu dziedzin akademickich i przemysłowych korzystają z tej techniki. Proces ten można wykorzystać do opracowania nowych polimerów, produktów naftowych i środków owadobójczych. Naukowcy z University of Berkeley w Kalifornii wykorzystali syntezę kombinatoryczną do opracowania całej rodziny związków metalicznych zwanych związkami magnetoreaktywnymi. Związki te mają właściwość zmiennego przewodnictwa, gdy są poddawane działaniu niektórych pól magnetycznych.
Ta technika jest wciąż stosunkowo nowa i niewątpliwie zapewni znaczny impuls do badań w wielu obszarach XXI wieku. Prawie każda dziedzina, która w jakikolwiek sposób opiera się na chemii przy opracowywaniu nowych związków, może skorzystać z syntezy kombinatorycznej. Chemik lub badacz może użyć oprogramowania, aby znaleźć związki o pożądanych cechach lub właściwościach w ułamku czasu potrzebnego do przeprowadzenia tych samych badań innymi metodami.