Kerja sama antara dua universitas Wina memecahkan kode mekanisme pemotretan – dengan potensi obat, bahan, dan elektronik.
Tim antar-universitas dari Tu Wien dan University of Vienna telah membuat kemajuan penting dalam memahami apa yang disebut photoswitch. “Lampu” molekul kecil ini mengubah strukturnya ketika mereka diiradiasi dengan cahaya – mirip dengan sakelar yang berubah antara “on” dan “off”. Diterapkan pada kimia, ini berarti bahwa molekul berubah dari yang diregangkan ke bentuk bengkok, sehingga mengubah sifat kimianya. Kemungkinan pengalihan molekul dengan cara yang ditargetkan membuka prospek untuk aplikasi dalam kedokteran, ilmu material dan penyimpanan data. Hasil penelitian sekarang telah diterbitkan dalam jurnal Kimia Terapan.
Memahami dan memprediksi sakelar molekuler
Untuk waktu yang lama, tidak jelas mengapa molekul tertentu berperilaku dalam satu atau lain cara. Sekarang tim telah mampu menunjukkan bahwa bahkan perubahan kimia terkecil – yang disebut substituen – sangat menentukan dalam menentukan apakah photoswitch tetap aktif hanya untuk detik atau tetap stabil selama periode waktu yang lebih lama. Tim fokus pada arylazopyrazole Kelas zat, yang telah diselidiki sebagai pemotretan potensial selama beberapa waktu.
Marko Mihovilovic, Dekan Fakultas Kimia Teknis di Tu Wien, membandingkan proses yang mendasarinya dengan perjalanan rollercoaster: ,, Anda dapat membayangkannya seperti roller coaster dengan dua sakelar: jika saya berbelok ke kiri, molekul beralih dengan cepat, jika saya belok kanan, ia beralih perlahan. Tetapi saya harus memahami proses ini agar dapat beralih dengan cara yang ditargetkan. ”
Tim berhasil memahami dengan tepat cara kerjanya dengan menghubungkan model teoritis dari University of Vienna dan data eksperimental dari Tu Wien. Hanya interaksi dari kedua pendekatan yang memungkinkan untuk memahami dan memprediksi waktu switching secara tepat.
Perspektif baru melalui kontrol yang ditargetkan
Dengan pengetahuan baru, sekarang dimungkinkan untuk pertama kalinya untuk “menyesuaikan” umur pemotretan seperti itu. Ini adalah langkah yang menentukan menuju aplikasi di mana molekul dapat diaktifkan oleh cahaya dengan cara yang terkontrol. Ini dapat membantu mengurangi efek samping dan perawatan kontrol secara lebih tepat, terutama dalam fotofarmakologi – yaitu untuk obat -obatan yang hanya menjadi efektif di lokasi yang diinginkan dalam tubuh melalui cahaya. Tetapi kemungkinan baru juga terbuka dalam elektronik, di mana waktu switching yang sangat singkat diperlukan, atau dalam penelitian material, di mana bahan seharusnya berubah dengan sentuhan tombol.
“Kami adalah insinyur molekuler – kami merakit molekul sehingga mereka memiliki sifat yang diinginkan,” kata Mihovilovic. “Jika kita memahami bagaimana proses switching molekuler terjadi, kita dapat mengontrol efek mulai dari mikroskopis hingga yang dapat diukur secara makroskopis.”
Teori dan percobaan saling melengkapi
Sisi teoretis juga memainkan peran yang menentukan. “Hanya dengan perhitungan kita dapat memahami mengapa beberapa molekul beralih dengan cepat dan yang lainnya perlahan – dan bagaimana sifat -sifat ini dapat diprediksi,” jelas Leticia González dari Institute of Theoretical Chemistry di University of Wina. “Ini memungkinkan untuk secara khusus mengembangkan molekul baru dengan sifat switching yang dirancang tanpa harus bergantung pada uji coba dan kesalahan murni.”
Selain itu, pengetahuan tidak terbatas pada bidang fotofarmakologi, meskipun ini adalah fokus dari tim peneliti. Ini karena cara kerjanya sama, terlepas dari apakah itu tentang molekul dalam bahan atau obat -obatan.
Pekerjaan itu dilakukan bekerja sama antara Institute of Applied Sintetic Chemistry di Tu Wien dan Institute of Theoretical Chemistry di University of Vienna. Itu didanai oleh
Publikasi asli
Schlögl, K., Singer, NK, Dreier, D., Kalaus, H., Conceição, RC, Mihovilovic, MD, & González, L. (2025). Wawasan mekanistik ke dalam kontrol paragrafi-substituen dari setengah kehidupan di arylazopyrazole photoswitches. Edisi Internasional Kimia Terapan, E202514433, https://doi.org/10.1002/anie.202514433
