探究核磁共振波谱在药物研发中的应用进展论文_马媛1,张继东2

探究核磁共振波谱在药物研发中的应用进展论文_马媛1,张继东2

山东省滕州市中心人民医院 277599

摘要:药物研发是当前我国医学发展的一个重要方面,对于这种药物研发工作来说,必须要重点针对药物分子的具体化学组成进行深入的剖析,尤其是对于分子结构以及生物分子间的相互作用来说,更是需要进行详细的探究,这也就需要借助于各类先进的技术手段,核磁共振波谱就是其中比较典型的一类技术手段,本文就重点针对核磁共振波谱在药物研发中的应用进行了简要的分析和探讨。

关键词:核磁共振波谱;药物研发;应用进展

引言

核磁共振波谱技术(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,NMR)是当今社会发展中极为重要的一类技术手段,对于这种核磁共振波谱的发展来说,早在上世纪四十年代就已经有了初步对于核磁共振信号的获取和研究,并且在此基础之上进行了不断的研究和发展,涉及到了很多的领域,尤其是在化学、材料学以及生命科学等方面,这种核磁共振波谱技术的应用更是极为突出;具体到药物研发中来看,这种核磁共振波谱技术的应用确实也能够发挥出较为理想的作用和价值,因为通过核磁共振波谱技术能够较为全面有效的分析药物研究过程中涉及到的各种药物分子的构成和分子作用状况,如此也就能够有效提升药物研发人员对于各类分子的掌握水平,提升对于这些药物分子的利用准确性和价值,为药物研发工作的顺利实施打好基础。

1核磁共振波谱基本原理

核磁共振波谱顾名思义主要就是指原子核在磁场中发生相关变化而产生的一种反应,对于这种核磁共振波谱的表现来说,一般原子核都应该具备着不少于1个的量子数,进而才能够在磁场中进行塞曼分裂变化,原来量子数为I的话,其分裂之后的能级为2I+1个不同的能级,因此,针对外界的相关电磁波进行调节,促使其满足较为理想水平的话,也就能够有效的保障核进行符合于人们期望的变化,尤其是对于核能量从低到高能级的变迁来说,其意义是比较突出的,这也就是核磁共振的根本所在,基于这一基本的原理来探究原子核的相关属性和基本特点。

具体到核磁共振波谱的应用中来说,还应该重点针对相互作用进行详细的研究,一般来说,在核磁共振中存在的相互作用主要有以下五类:(1)外部磁场环境和核自身存在着较为明显的相互作用,这也是最为基本的一个相互作用表现所在;(2)化学位移项也是当前核磁共振中比较重要的一种相互作用,这主要就是指核外电子云对于核的一种影响;(3)核结构在自身的自动旋转中同样也存在着较为明显的相互作用,即耦合作用;(4)在核磁共振过程中还存在着原子核和原子核之间的相互耦合作用;(5)对于核磁共振来说,具体的核还存在着四级矩,四级矩之间的相互作用同样是比较突出的一种表现。基于这五类相互之间的作用来说,无疑第一类是最为基本,也是最为需要进行研究的一类相互作用表现。

2核磁共振波谱在药物研发中的应用

2.1核磁共振波谱在药物靶标生物大分子结构解析中的应用

对于药物研发工作来说,生物大分子的研究是比较核心的一环,尤其是对于生物大分子结构的解析而言,更是直接关系到药物研究的价值和可靠性。具体到生物大分子中来看,其主要就是指的核酸以及蛋白质,这种核酸和蛋白质也正是人们生命的重要组成部分,同样也是药物发生作用的关键目标所在,基于这种关键目标来说,只有切实提升了人们对于生物大分子结构的了解,才能够根据其相应的结构和特点来构建恰当的药物成分,促使其发挥出较为理想的积极作用和价值。在此过程中,核磁共振波谱就能过发挥出较为理想的作用和价值。

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结合当前我国现阶段药物研发中对于生物大分子结构解析的基本状况来看,靶标生物大分子的研究是极为重要的一环,对于这种靶标生物大分子来说,其主要就是指和一些疾病密切相关的各类蛋白质或者是核酸结构,比如说当前研究比较多的膜蛋白就是极为突出的一种,针对和各类疾病相关的膜蛋白进行恰当的分析,也就能够有效提升其最终的药物使用效果,促使相关药物能够和这些膜蛋白发生相应的反应,最终不断提升其应用价值。具体到核磁共振波谱在这种膜蛋白的应用中来说,其主要涉及到了溶液核磁共振波谱以及固态核磁共振波谱两类,这两类应用都能在相关膜蛋白的结构解析中发挥出较大的作业,尤其是对于固态核磁共振波谱的应用来说,更是得到了飞速的发展,其研究价值也越来越突出。

2.2核磁共振波谱在生物大分子动力学研究中的应用

对于生物大分析来说,其自身的动力学变化也是比较核心的一环,尤其是对于核磁共振波谱的实际应用来说,全面系统的呈现这些变化也就能够有效提升其最终的药物研发结果和水平,保障各类药物价值的充分体现。基于生物大分子的动力学来说,其主要就是指大分子自身及其相关结构的变化,比如自身的翻转、侧链的旋转以及结构域的重新构建等,都是一些比较重要的动力学表现,也都是药物研究中需要关注的要点所在。生物大分子的动力学信息直接关系到了生命体的相关表现,尤其是对于免疫应答以及各类分辨率来说,其作用还是极为突出的,因此,基于这种生物大分子动力学研究采用核磁共振波谱进行探究也就显得极为必要。

这一点在当前的很多研究中也都能够得到较为明显的体现,比如对于很多和疾病相关联的一些蛋白来说,其构象也就在较大程度上决定着疾病治疗的方式和具体的手段,而这也就是相关药物应该获取的关键所在,基于这一点来说,全面详细的了解这些蛋白的动力学信息,促使其能够较好的为疾病的治疗和控制做出突出的贡献也就显得极为必要;此外,针对一些核酸螺旋结构的侧链进行动态变化的探究同样能够有效提升其最终的药物治疗价值和效果,保障药物研发的可靠性和有效性。

2.3核磁共振波谱在药物代谢研究中的应用

代谢可以说是生物体中比较突出的一个方面,正常的代谢能够较为有效的帮助各类病理找到根源所在,因此,针对代谢物进行研究也就显得极为必要。药物代谢研究则主要就是指针对用药之后生命体代谢所产生的一些代谢物进行分析和研究,探讨其基本的结构类型和动力学表现,进而为药物的相关作用提供一个较为有效的数据支持,检验该类药物的应用效果。基于这种药物代谢的研究来说,核磁共振波谱也就能够发挥出较为理想的作用和价值,其不仅仅能够实时监测各类代谢产物,还能够较好的针对代谢产物进行高精度、高灵敏性的全面解析,确保其能够较好的研究药物的使用价值,这也就成为了当前药物研发中比较核心的一个环节,对于药物的生产也发挥着至强的检验效果。

3结束语

综上所述,对于核磁共振波谱在药物研发中的应用来说,其积极作用和价值还是比较突出的,这种积极作用和价值也就必然能够在较大程度上提升其最终的药物研究效果,进而也就能够更好的服务于医疗工作,这一点对于药物研发中生物大分子的结构解析、动力学研究以及药物代谢研究都是极为适用的。

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论文作者:马媛1,张继东2

论文发表刊物:《健康世界》2016年3期

论文发表时间:2016/5/31

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