Efek Fotonik Baru Dapat Mempercepat Pengembangan Obat
Semikonduktor skala nano bengkok memanipulasi cahaya dengan cara baru. Efek ini dapat dimanfaatkan untuk mempercepat penemuan dan pengembangan obat-obatan yang menyelamatkan jiwa serta teknologi fotonik.
Efek fotonik dapat membantu memungkinkan pengembangan cepat dan penyaringan antibiotik baru dan obat lain melalui otomatisasi - pada dasarnya, ahli kimia robot. Ini menawarkan alat analisis baru untuk penyaringan throughput tinggi, metode untuk menganalisis perpustakaan besar senyawa kimia. Sebuah sampel kecil dari masing-masing senyawa mengisi sumur di piring mikro. Sumurnya bisa sekecil satu milimeter kubik, dan sepiring seukuran batang cokelat bisa berisi ribuan sumur.
Salah satu pengukuran kunci dalam analisis obat adalah kiralitas, atau ke arah mana molekul itu berputar. Sistem biologis, termasuk tubuh manusia, biasanya lebih memilih satu arah daripada yang lain, ikal tangan kanan atau tangan kiri. Paling-paling, molekul obat dengan putaran yang salah tidak melakukan apa-apa, tetapi paling buruk, itu dapat menyebabkan kerusakan. Efek yang ditemukan oleh para peneliti memungkinkan kiralitas diukur dalam volume yang 10.000 kali lebih kecil dari milimeter kubik.
“Volume kecil yang mungkin untuk pendaftaran efek ini adalah properti pengubah permainan yang memungkinkan para peneliti menggunakan sejumlah kecil obat-obatan mahal dan mengumpulkan ribuan kali lebih banyak data,” kata Nicholas Kotov, Profesor Ilmu dan Teknik Kimia di University of Michigan.
Metode ini bergantung pada struktur yang terinspirasi oleh desain biologis, yang dikembangkan di lab Kotov. Kadmium telluride, semikonduktor yang biasa digunakan dalam sel surya, dibentuk menjadi nanopartikel yang menyerupai segmen pendek pita bengkok. Ini berkumpul menjadi heliks, meniru cara protein berkumpul.
Disinari dengan lampu merah, heliks semikonduktor kecil menghasilkan cahaya baru yang berwarna biru dan bengkok. Cahaya biru juga dipancarkan ke arah tertentu, yang membuatnya mudah untuk dikumpulkan dan dianalisis. Trifecta efek optik yang tidak biasa secara drastis mengurangi kebisingan yang dapat ditimbulkan oleh molekul dan partikel skala nano lainnya dalam cairan biologis.
Untuk menggunakan efek ini dalam penyaringan throughput tinggi untuk penemuan obat, nanopartikel yang dirakit menjadi heliks dapat dicampur dengan kandidat obat. Ketika nanoheliks membentuk struktur kunci-dan-kunci dengan obat, mensimulasikan target obat, putaran nanoheliks akan berubah secara dramatis. Perubahan putaran ini dapat diukur melalui cahaya biru.
