Avances en la aplicaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de resonancia magn\u00e9tica nuclear a la detecci\u00f3n de f\u00e1rmacos
\nLa espectroscopia de resonancia magn\u00e9tica nuclear (RMN) es un m\u00e9todo anal\u00edtico basado en la absorci\u00f3n de energ\u00eda de campo de radiofrecuencia correspondiente a la diferencia energ\u00e9tica entre los niveles de energ\u00eda de divisi\u00f3n de un n\u00facleo at\u00f3mico espec\u00edfico en un campo magn\u00e9tico externo, lo que da lugar a fen\u00f3menos de resonancia. En 1946, los f\u00edsicos estadounidenses Purcell y Bloch dilucidaron el fen\u00f3meno de la resonancia magn\u00e9tica y obtuvieron conjuntamente el Premio Nobel de F\u00edsica. En las primeras investigaciones, la determinaci\u00f3n de la estructura de los f\u00e1rmacos se consegu\u00eda principalmente mediante diversas reacciones qu\u00edmicas, como la preparaci\u00f3n de derivados, la degradaci\u00f3n qu\u00edmica, las reacciones crom\u00e1ticas, etc., obteniendo principalmente grupos funcionales pero sin poder determinar la estructura completa. La identificaci\u00f3n estructural de una mol\u00e9cula compleja requer\u00eda incluso d\u00e9cadas de esfuerzo. En los \u00faltimos a\u00f1os, para las mol\u00e9culas dif\u00edciles de cristalizar, se han desarrollado t\u00e9cnicas como el m\u00e9todo de la esponja cristalina y la criomicroscop\u00eda electr\u00f3nica para la determinaci\u00f3n de la estructura molecular. Sin embargo, para las mol\u00e9culas amorfas y amorfas de baja energ\u00eda de red, estos m\u00e9todos siguen siendo inadecuados y dif\u00edciles de manejar. Con el desarrollo y la aplicaci\u00f3n generalizada de la tecnolog\u00eda espectrosc\u00f3pica, se han logrado avances significativos en el estudio de los f\u00e1rmacos, y la resonancia magn\u00e9tica nuclear se ha convertido en el m\u00e9todo de an\u00e1lisis m\u00e1s pr\u00e1ctico y completo. Su an\u00e1lisis conformacional preciso es incomparable con la difracci\u00f3n de un solo cristal y la microscop\u00eda electr\u00f3nica. En comparaci\u00f3n con otros m\u00e9todos anal\u00edticos, la resonancia magn\u00e9tica nuclear presenta las siguientes ventajas: \u2460 proporciona informaci\u00f3n estructural rica y precisa, y obtiene n\u00facleos at\u00f3micos a partir de frecuencias de Larmor; el desplazamiento qu\u00edmico introduce grupos funcionales; el acoplamiento esp\u00edn esp\u00edn produce correlaciones at\u00f3micas; el acoplamiento dipolo obtiene relaciones posicionales espaciales; El fen\u00f3meno de relajaci\u00f3n se utiliza para la investigaci\u00f3n din\u00e1mica Simplicidad, los f\u00e1rmacos no requieren procesos complejos de pretratamiento, pueden evitar errores en el procesamiento y tienen un tiempo de an\u00e1lisis corto No destructivo, en el caso de un tama\u00f1o de muestra muy limitado, despu\u00e9s del an\u00e1lisis magn\u00e9tico nuclear, no hay da\u00f1os ni residuos, las propiedades no cambian y se puede reutilizar. En particular, el desarrollo de la resonancia magn\u00e9tica nuclear bidimensional la ha convertido en una herramienta extremadamente importante para la investigaci\u00f3n de estructuras qu\u00edmicas, al tiempo que ha abierto nuevas ventanas a la investigaci\u00f3n farmac\u00e9utica y biom\u00e9dica, revelando en detalle la relaci\u00f3n entre estructura y funci\u00f3n. En situaciones en las que las se\u00f1ales espectrales unidimensionales se solapan gravemente, no pueden atribuirse con precisi\u00f3n y son dif\u00edciles de resolver, se necesita la tecnolog\u00eda de espectroscopia de resonancia magn\u00e9tica nuclear bidimensional para resolver el problema. Determinar los protones en varias posiciones de la mol\u00e9cula mediante espectroscopia COSY o TOCSY; Encontrar la se\u00f1al de carbono correspondiente en el espectro HSQC mediante protones; Confirmar la atribuci\u00f3n de la se\u00f1al mediante el espectro HMBC, y analizar la posici\u00f3n de conexi\u00f3n y la secuencia entre el carbono y el prot\u00f3n. La espectroscopia de resonancia magn\u00e9tica nuclear est\u00e1 respondiendo a las necesidades del desarrollo moderno de f\u00e1rmacos, proporcionando informaci\u00f3n sobre interacciones entre f\u00e1rmacos, dianas moleculares espec\u00edficas y lugares de acci\u00f3n farmacol\u00f3gica. Con el continuo desarrollo del hardware de los instrumentos de resonancia magn\u00e9tica nuclear y de los m\u00e9todos de pulso, junto con su multifuncionalidad, se ha convertido en una herramienta importante para la investigaci\u00f3n estructural, especialmente la investigaci\u00f3n de f\u00e1rmacos. La resonancia magn\u00e9tica nuclear puede proporcionar un m\u00e9todo experimental multifuncional, aportando informaci\u00f3n importante para el descubrimiento de f\u00e1rmacos, desde la caracterizaci\u00f3n de productos sint\u00e9ticos, el desarrollo de productos naturales hasta el estudio de estructuras moleculares en sistemas biol\u00f3gicos. Este art\u00edculo revisa principalmente la aplicaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de RMN en la detecci\u00f3n de f\u00e1rmacos y sus avances en la investigaci\u00f3n relacionada.<\/p>\n
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En los \u00faltimos treinta a\u00f1os, el desarrollo de la tecnolog\u00eda de resonancia magn\u00e9tica nuclear ha acelerado considerablemente la velocidad de la investigaci\u00f3n farmacol\u00f3gica, proporcionando una informaci\u00f3n estructural sin parang\u00f3n y convirti\u00e9ndose en el \"patr\u00f3n oro\" del an\u00e1lisis estructural. Aunque la HPLC-MS puede detectar un analito determinado a nivel femolar en condiciones favorables, incluso los equipos de resonancia magn\u00e9tica nuclear m\u00e1s modernos requieren el uso de muestras nanomolares para su an\u00e1lisis en un plazo de tiempo razonable. De hecho, todos los espectr\u00f3metros modernos de resonancia magn\u00e9tica nuclear de alta resoluci\u00f3n son instrumentos de transformada de Fourier de impulsos que pueden excitar simult\u00e1neamente todos los tipos de n\u00facleos at\u00f3micos y recoger datos brutos en forma de decaimiento por inducci\u00f3n libre. Esto permite a\u00f1adir m\u00faltiples transitorios de decaimiento por inducci\u00f3n libre para mejorar la relaci\u00f3n se\u00f1al-ruido del espectro alto. Por lo tanto, la baja sensibilidad siempre ha sido (y seguir\u00e1 siendo) la debilidad fatal de las aplicaciones de an\u00e1lisis biol\u00f3gico por resonancia magn\u00e9tica nuclear, y la mejora de la sensibilidad de la resonancia magn\u00e9tica nuclear ha sido el objetivo de la mayor\u00eda de los desarrollos tecnol\u00f3gicos de los \u00faltimos cuarenta a\u00f1os. En la actualidad, el primer campo magn\u00e9tico m\u00e1s alto del mundo, de 1,2 GHz, se ha instalado en el Instituto Federal Suizo de Tecnolog\u00eda, y se espera que en el futuro aparezcan gradualmente m\u00e1s espectr\u00f3metros de RMN de m\u00e1s de 1 GHz. Al aumentar la intensidad del campo magn\u00e9tico del im\u00e1n, se lograr\u00e1n avances significativos en la investigaci\u00f3n estructural de macromol\u00e9culas de f\u00e1rmacos. Con la aplicaci\u00f3n de la espectroscopia de resonancia magn\u00e9tica nuclear en el an\u00e1lisis estructural de biomol\u00e9culas, la cantidad y complejidad de la informaci\u00f3n estructural proporcionada por la tecnolog\u00eda de resonancia magn\u00e9tica nuclear est\u00e1n aumentando exponencialmente, y se desarrollar\u00e1 la tecnolog\u00eda de resonancia magn\u00e9tica nuclear tridimensional. La resonancia magn\u00e9tica nuclear bidimensional se ha vuelto impotente para tratar la conformaci\u00f3n del espacio tridimensional y las interacciones entre mol\u00e9culas grandes y peque\u00f1as. Por lo tanto, es necesario desarrollar t\u00e9cnicas de modelado molecular para utilizar la informaci\u00f3n de distancia entre protones en mol\u00e9culas proporcionada por NOE para calcular la estructura espacial tridimensional. Al mismo tiempo, tambi\u00e9n mejorar\u00e1 la sensibilidad intr\u00ednseca de las se\u00f1ales de resonancia magn\u00e9tica nuclear y la resoluci\u00f3n de las se\u00f1ales amplias y superpuestas inherentes a las biomol\u00e9culas de m\u00e1s de 35kDa. Esperamos que la resonancia magn\u00e9tica nuclear pueda seguir contribuyendo a la investigaci\u00f3n en el campo de la medicina. Especialmente con el desarrollo de la resonancia magn\u00e9tica nuclear en estado s\u00f3lido, puede proporcionar una perspectiva \u00fanica y completa. Sus propiedades cuantitativas inherentes, su alta sensibilidad para distinguir sustancias qu\u00edmicas individuales, su resoluci\u00f3n at\u00f3mica para dilucidar estructuras locales e interacciones complejas, su capacidad para detectar rellenos moleculares en materiales amorfos y su capacidad para estudiar el movimiento molecular en diferentes escalas temporales hacen de la resonancia magn\u00e9tica nuclear una herramienta anal\u00edtica m\u00e1s potente. En el futuro, la resonancia magn\u00e9tica nuclear podr\u00e1 combinarse con otras t\u00e9cnicas anal\u00edticas como la espectrometr\u00eda de masas y la cristalograf\u00eda de rayos X para facilitar un control m\u00e1s r\u00e1pido, un mejor rango din\u00e1mico y una mayor flexibilidad y escalabilidad, proporcionando los m\u00e9todos de an\u00e1lisis estructural m\u00e1s avanzados.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Progress in the Application of Nuclear Magnetic Resonance Technology in Drug Detection Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is an analytical method based on the absorption of radio frequency field energy corresponding to the energy difference between the splitting energy levels of a specific atomic nucleus in an external magnetic field, resulting in resonance phenomena. In […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n