Kabîneya Meraqên Kîmyayê - Beş 2

Di hejmara berê ya beşa kîmyayê de, çend pêkhateyên ji pêşandana freakên kîmyewî hatin pêşkêş kirin (bi navê rêzê dadbar bikin, bê guman hûn ê li dibistanê fêrî wan nebin). Vana "kesên" pir rêzdar in ku, tevî xuyabûna wan a neasayî, Xelata Nobelê wergirtine, û milkên wan di çend waran de bi zorê nayên nirxandin. Di vê gotarê de, dem e ku meriv bi karakterên orîjînal ên paşîn ên ji qada kîmyayê, ji eterên taca û jêderkên wan ne kêmtir balkêş werin nas kirin.

darên kîmyewî

Podand, pêkhateyên bi zincîrên dirêj ên bi beşa navendî ya molekulê ve hatine girêdan, çînek nû ya maddeyên peyda kirine (di gotara meha borî de bêtir li ser "heştpodên kîmyewî"). Kîmyazan biryar da ku hejmara "tentacle" zêde bikin. Ji bo vê yekê, li her yek ji çekên ku di komek atoman de ku dikarin berteka xwe bidin hev, molekulek din hate zêdekirin, ku di komên têkildar de (du an jî zêdetir; xal; xal zêdekirina hejmara cihên ku dikarin bi perçeyên din re werin berhev kirin zêde kirin. ). Zêdetir molekul pê re bertek nîşan dan, paşê bêtir û hwd. Zêdebûna mezinahiya tevahiya pergalê ji hêla diagramê ve tê destnîşan kirin:

Kîmyazan pêkhateyên nû bi çiqilên daran ve girêdidin, ji ber vê yekê navê dendrimeria (ji Yewnanî dendron = dar, meros = parçe) tê gotin. Di destpêkê de, ew bi têgînên "arborole" (ev latînî ye, ku arbor jî tê wateya dar) an "parçeyên kaskadî" re hevrikî kir. Her çend nivîskar bêtir dişibihe konên tevlihev ên jelyfish an anemonesên neçalak, keşfkaran, bê guman, mafê navan hene. Têkiliya dendrimers bi avahiyên fractal re jî çavdêriyek girîng e.

1. Modela yek ji dendrimerên orîjînal

qonaxa mezinbûna şaxê

Dendrimer nikarin bêdawî mezin bibin (1). Hejmara şaxan qat bi qat mezin dibe, û piştî çend-deh qonaxên girêdana molekulên nû li ser rûbera girseyek gewherî, cîhê azad diqede (tevahiya digihîje pîvanên nanometerê; nanometrek milyaryek metre ye). Ji hêla din ve, îmkanên manîpulekirina taybetmendiyên dendrimer hema hema bêsînor in. Parçeyên ku li ser rûyê erdê hene dikarin hîdrofîlîk bin ("av-hez", ango xwedan têkiliyek bi av û helawerên polar) an hîdrofobîk ("avêtina avê", lê dibe ku bi şikilên ne-polar re têkevin têkiliyê, mînakî, pir organîk. çareserker). çareserker). Bi heman awayî, hundurê molekulekê dikare di xwezayê de hem polar an ne-polar be. Di bin rûyê dendrimerê de, di navbera şaxên takekesî de, cîhên belaş hene ku tê de maddeyên hilbijartî dikarin werin danîn (di qonaxa sentezkirinê an paşê de, ew dikarin bi komên rûvî re jî werin girêdan). Ji ber vê yekê, di nav darên kîmyewî de, her kes dê ji bo hewcedariyên xwe tiştek guncan bibîne. Û hûn, xwendevan, berî ku hûn vê gotarê heya dawiyê bixwînin, bifikirin ka hûn dikarin çi molekulan bikar bînin ku, ji hêla avahiya xwe ve, dê di her hawîrdorê de "rehet" bin, û kîjan maddeyên din dikarin tê de bin?

Bê guman, wekî konteyneran ji bo veguheztina pêkhateyên hilbijartî û parastina naveroka wan. (2). Ev serîlêdanên sereke yên dendrimers in. Tevî ku piraniya wan hîn di qonaxa lêkolînê de ne, hin ji wan jixwe di pratîkê de têne sepandin. Dendrimer ji bo veguheztina dermanan di hawîrdora avê ya laş de pir xweş in. Pêdivî ye ku hin derman bi taybetî werin guheztin da ku di şilavên laş de werin hilweşandin - karanîna veguhezan dê ji van veguherînan dûr bixe (ew dikarin bandorek neyînî li ser bandora dermanê bikin). Wekî din, maddeya çalak hêdî hêdî ji hundurê kapsulê tê berdan, ku tê vê wateyê ku doz dikare kêm bibe û kêm caran were girtin. Girêdana molekulên cihêreng li ser rûyê dendrimerê rê li ber vê yekê vedike ku ew tenê ji hêla hucreyên organên kesane ve têne nas kirin. Ev, di encamê de, dihêle ku derman rasterast berbi cîhê xwe ve were veguheztin, bêyî ku tevahiya laş berbi bandorên alîgirê nehewce vebike, mînakî, di terapiya dijî-penceşêrê de.

2. Modela dendrimerê ku molekulek din tê de ye

(lûtik)

Kozmetîk hem li ser bingeha avê û hem jî li ser rûn têne çêkirin. Lêbelê, pir caran maddeya çalak rûn-çareser e, û hilbera kozmetîkî di forma çareseriyek avî de ye (û berevajî: maddeya ku di avê de çareser dibe divê bi bingeha rûn re were tevlihev kirin). Zêdekirina emulsifikeran (dihêle ku çareseriyek rûn-avê ya stabîl çêbibe) her gav bi xêr nayê. Ji ber vê yekê, laboratîfên kozmetîkê hewl didin ku potansiyela dendrîmeran wekî veguhêz bikar bînin ku bi hêsanî li gorî hewcedariyên bêne adaptekirin. Pîşesaziya kîmyewî ya parastina çandiniyê bi pirsgirêkên heman rengî re rû bi rû ye. Dîsa, pir caran hewce ye ku dermanê ne-polar bi avê re tevlihev bikin. Dendrimer pêwendiyê hêsantir dike û, bi ser de, hêdî hêdî pathogen ji hundur derdixe, mîqdara madeyên jehrîn kêm dike. Serlêdanek din jî hilberandina nanoparçeyên zîv ên metalîk e, ku tê zanîn mîkroban tune dike. Di heman demê de lêkolîn li ser karanîna dendrîmeran ji bo veguheztina antîjenên di derziyan de û perçeyên DNA di lêkolînên genetîkî de jî têne kirin. Zêdetir îmkan hene, hûn tenê hewce ne ku xeyalê xwe bikar bînin.

Buckets

Glukoz di cîhana zindî de pêkhateya organîk a herî zêde ye. Tê texmînkirin ku salane bi qasî 100 milyar ton tê hilberandin! Zîndewer berhema sereke ya fotosentezê bi awayên cihê bikar tînin. Glukoz di hucreyan de çavkaniyek enerjiyê ye, wekî materyalek rezervê (stîşka nebatî û glycogen a heywanan) û materyalê avahîsaziyê (seluloz) dike. Di destpêka sedsalên nozdehan û bîstan de, hilberên perçebûna qismî ya starê bi çalakiya enzîmên bakteriyan (bi kurtasî KD) hatin nas kirin. Wekî ku ji navê xwe diyar dike, ev pêkhateyên dorhêl an zengil in:

Ew ji şeş (guhertoya a-CD), heft (b-CD) an heşt (g-CD) molekulên glukozê pêk tên, her çend zengilên mezintir jî têne zanîn. (3). Lê çima hilberên metabolîk ên hin bakteriyan ewqas balkêş in ku di "Dibistana Teknîkî ya Ciwan" de cîh digirin?

3. Modelên cyclodextrins. Ji çepê ber bi rastê: a - KD, b - KD, g - KD.

Berî her tiştî, cyclodextrins pêkhateyên ku di avê de têne çareser kirin in, ku divê ne surprîz bin - ew bi nisbeten piçûk in û ji glukoza pir tê rijandin pêk tên (stêrk perçeyên pir mezin çêdike ku çareseriyek çêbike, lê dikare were sekinandin). Ya duyemîn, gelek komên OH û atomên oksîjenê yên glukozê dikarin molekulên din girêdin. Ya sêyem, cyclodextrins bi pêvajoyek biyoteknolojîkî ya hêsan ji nîşa erzan û berdest (niha di salê de bi hezaran ton) têne wergirtin. Çaremîn, ew bi tevahî madeyên ne-jehrîn dimînin. Û, di dawiyê de, ya herî orîjînal forma wan e (ya ku hûn, Xwendevan, divê gava van pêkhateyan bikar bînin pêşniyar bikin): Kevirek bêbinî, yanî. cyclodextrins ji bo hilgirtina maddeyên din maqûl in (molekulek ku di qulikek mezintir re derbas bûye dê nekeve). konteynir di binê de, û, bi ser de, ew bi hêzên navatomî ve girêdayî ye). Ji ber ku ji tenduristiyê re bê zerar in, dikarin di derman û xwarinan de wekî hêmanek werin bikar anîn.

Lêbelê, yekem karanîna cyclodextrins, ku di demek kurt de piştî danasînê hate kifş kirin, çalakiya katalîtîk bû. Bi tesadufî derket holê ku hin reaksiyonên bi tevlêbûna wan ji nebûna van pêkhateyan di hawîrdorê de bi rengek bi tevahî cûda dimeşin. Sedem ev e ku molekula substratê ("mêvan") dikeve hundurê kelê ("mêvandar") (4, 5). Ji ber vê yekê, beşek molekulê ji reagentan re negihîştî ye, û veguhertin tenê li wan cîhên ku derdikevin pêş. Mekanîzmaya çalakiyê dişibihe çalakiya gelek enzîman, ku ew jî beşên molekulan "maske" dikin.

4. Modela molekulek cyclodextrin ku molekulek din dihewîne.

5. Li heman kompleksê dinêre

Çi molekul dikarin di hundurê cyclodextrins de werin hilanîn? Hema hema her tiştê ku dê di hundurê de cîh bigire - lihevhatina mezinahiya mêvan û mêvandar pir girîng e (wek etherên korona û jêderkên wan; li gotara meha borî binêre) (6). Ev taybetmendiya cyclodextrins

6. Cyclodextrin li ser zincîrek din ve girêdayî ye

molekul, ango rotaxane (zêdetir hûrgulî: di hejmarê de

Rêbendan)

wan ji bo girtina hilbijartî pêkhateyên ji jîngehê bikêr dike. Bi vî rengî, maddeyên piştî reaksiyonê têne paqij kirin û ji tevliheviyê têne veqetandin (mînakî, di çêkirina dermanan de).

Bikaranîna din? Dê gengaz be ku di çerxê de beşên ji gotara berê (modelên enzîm û veguhezkaran, ne tenê yên îyonî - cyclodextrins maddeyên cihêreng vediguhezînin) û veqetandek ku dendrimers (veguheztina maddeyên çalak di derman, kozmetîk û hilberên parastina nebatan de vediguhezîne) vedibêje. Feydeyên pakkirina cyclodextrin jî dişibin hev - her tişt di nav avê de dihele (bervajî piraniya derman, kozmetîk û dermanan), hêmana çalak hêdî hêdî tê berdan û dirêjtir dimîne (ku rê dide dozên piçûktir), û konteynera ku tê bikar anîn biyolojîkî ye (mikroorganîzmayên zû dihelin. ). hilbera xwezayî, ew di laşê mirovan de jî metabolîze dibe). Naveroka pakêtê jî ji jîngehê tê parastin (kêmkirina gihîştina molekula hilanîn). Berhemên parastina nebatan ên ku di cyclodextrins de têne bicîh kirin xwedan formek e ku ji bo karanîna hêsan e. Ew tozek spî ye, dişibihe hevîrê kartolê, berî ku were bikar anîn di nav avê de tê helandin. Ji ber vê yekê, hewce ne hewce ye ku solavên organîk ên xeternak û şewitandinê bikar bînin.

Dema ku li navnîşa karanîna cyclodextrin digerin, em dikarin çend "tehm" û "bêhn"ên din tê de bibînin. Dema ku ya berê metaforek bi gelemperî tê bikar anîn, ya paşîn dibe ku we şaş bike. Lêbelê, kepçeyên kîmyewî ji bo rakirina bîhnên xirab û hilanîn û berdana bîhnên xwestî kar dikin. Paqijkerên hewayê, hilgirê bêhnê, bîhnxweş û kaxizên bîhnxweş tenê çend mînakên karanîna kompleksên cyclodextrin in. Rastiyek balkêş ev e ku pêkhateyên bîhnxweş ên ku di cyclodextrins de têne pak kirin li tozên şuştinê têne zêdekirin. Di dema utîkirin û lixwekirinê de bîhn hêdî hêdî diqelişe û derdikeve.

Wextê ku hewl bidin. "Dermanek tal çêtirîn derman dike," lê tama wê tirsnak e. Lêbelê, heke ew di forma kompleksek bi cyclodextrin re were rêve kirin, dê hîsên ne xweş çênebin (madde ji tama tamê tê veqetandin). Tirbûna ava grapefruit jî bi alîkariya sîklodextrînan tê derxistin. Derketiyên sîr û biharatên din di forma kompleksan de ji forma belaş pir aramtir in. Bi heman rengî çêjên pakkirî tama qehwe û çayê zêde dikin. Wekî din, çavdêriya çalakiya wan a antîkolesterolê di berjewendiya cyclodextrins de diaxive. Parçeyên kolesterolê "xirab" di hundurê kelek kîmyewî de girêdidin û bi vî rengî ji laş têne derxistin. Ji ber vê yekê cyclodextrins, hilberên bi eslê xwezayî, di heman demê de tenduristî bixwe ne.