Что такое комбинаторный синтез?

Комбинаторный синтез - это метод, используемый химиками для создания большого количества родственных или похожих химических соединений с целью их сравнения. Собрав данные о такой группе соединений, которая называется комбинаторной библиотекой, химик может затем использовать эти данные для выбора конкретных соединений для дальнейших исследований. Большая часть этого типа работы выполняется виртуально, с использованием сложного программного обеспечения, позволяющего химикам быстро накапливать информацию о каждом возможном соединении, которое может быть создано с желаемой основой или набором компонентов или молекул. Затем перспективные соединения могут быть отобраны и синтезированы для испытаний в лаборатории.

Достижения в области компьютерных технологий значительно усовершенствовали методы комбинаторного синтеза и позволили химикам быстро создавать комбинаторные библиотеки с очень большим количеством похожих, но различных соединений. Некоторые базы данных этого типа могут содержать миллионы различных соединений. Идея комбинаторного синтеза впервые была разработана во второй половине 20-го века, но стала широко используемым инструментом в 1990-х годах благодаря быстрому развитию вычислительной мощности, доступной для исследователей.

Фармацевтические компании являются одними из основных пользователей этого метода, который позволяет обнаруживать и отбирать потенциально полезные лекарства для самых ранних этапов тестирования с гораздо более высокой скоростью, чем это было возможно ранее. Используя сложное программное обеспечение, исследователи могут виртуально синтезировать целые семейства соединений за считанные секунды, которые в противном случае заняли бы годы, если их выполнить в лаборатории. Это программное обеспечение также может помочь им выбрать определенные соединения для дальнейшего тестирования и синтеза в реальных условиях. Таким образом, многие новые лекарства могут быть разработаны и внедрены для использования гораздо быстрее, чем это было бы возможно в противном случае.

Другие области химии также могут использовать принципы комбинаторного синтеза. Исследователи во многих академических и промышленных областях используют эту технику. Процесс может быть использован для разработки новых полимеров, нефтепродуктов и инсектицидов. Исследователи из Университета Беркли в Калифорнии использовали комбинаторный синтез для разработки целого семейства металлических соединений, называемых магнитореактивными соединениями. Эти соединения обладают свойством различной проводимости при воздействии определенных магнитных полей.

Этот метод все еще относительно новый и, несомненно, обеспечит значительный импульс для исследований в ряде областей в 21-м веке. Практически любая область, которая каким-либо образом зависит от химии для разработки новых соединений, может извлечь выгоду из комбинаторного синтеза. Химик или исследователь может использовать программное обеспечение, чтобы помочь найти соединения с желаемыми характеристиками или свойствами в течение доли времени, необходимого для того же исследования другими методами.