Conceptul de chimie combinatoriala a fost introdus pentru prima data de Merryfield in anul 1986 si implica metode de sinteza in faza solida a unosr amestecuri de peptide. Aceasta idee a fost dezvoltata la inceputul anilor 1990 de Geysen, Dibo, Houghten si colegii acestora. Tehnica lor era reprezentata printr-o metoda de sinteza diferita, capabila sa genereze un numar vast de compusi intr-o perioada de timp relativ mica comparativ cu sinteza chimica clasica. Chimia combinatoriala s-a axat initial pe sinteza in faza solida a peptidelor si oligonucleotidelor, dar din cauza biodisponibilitatii reduse a acestora, interesul s-a indreptat spre sinteza peptidomimeticelor. La inceput, metoda dezbina-cupleaza-recombina a fost folosita pentru obtinerea unuia sau mai multor amestecuri sau biblioteci de compusi printr-un proces de randomizare. Chiar daca aceasta metoda este inca foarte utilizata, a fost in mare parte inlocuita de sinteza paralela in faza solida si faza lichida, care prezinta o viteza mai mare. Comparativ cu chimia combinatoriala, sinteza paralela poate produce un numar mare de compusi individuali (nu amestecuri) in cantitati mari ce pot fi purificate si analizate mai riguros, ceea ce face bibliotecile combinatoriale mai usor de analizat si pastrat. Datorita abordarii din punct de vedere combinatorial, sinteza nu mai reprezinta un pas limitativ in descoperirea de noi medicamente. Avand in vedere ca majoritatea tehnicilor de caracterizare analitice sunt tehnici de serie, purificare si analiza bibliotecilor au devenit noua provocare. Aceasta impune, desigur, noi metode analitice in acest domeniu.
Tehnici analitice precum spectroscopia IR, RMN, spectroscopia de fluorescenta, spectrometria de masa, cromatografia de gaze si HPLC au fost folosite de-a lungul timpului in descoperirea de noi medicamente si alte domenii pentru caracterizarea compusilor noi. Aceste tehnici sunt in prezent adaptate pentru utilizarea in chimia combinatoriala si screening-ul de inalta precizie (high-throughput screening) pentru a facilita analiza de noi compusi si identificarea de noi piste. Totusi, fiecare dintre aceste tehnici analitice are propriile limitari in analiza bibliotecilor combinatoriale. De exemplu, tehnici precum cromatografia de gaze si spectroscopia de fluorescenta nu pot fi utilizate pentru identificarea majoritatea noilor compusi, in timp ce spectroscopia IR si spectrometria de masa nu sunt destul de specifice pentru a determina o structura chimica neclara, iar alte tehnici, precum HPLC si spectroscopia RMN, prezinta sensibilitate scazuta. Datorita vitezei si sensibilitatii ridicate, spectrometria de masa este una dintre cele mai folosite tehnici in analiza bibliotecilor combinatoriale, astfel fiind dezvoltate metode MS de inalta precizie adaptate pentru analizarea unui numar ridicat de compusi. Detectia de azot prin chemiluscenta (Chemiluminescence nitrogen detection CLND), o metoda care ofera un raspuns proportional cu cantitatea de azot din compusi, poate servi drept unealta pentru determinarea rapida si precisa a concentratiei de compusi puri.
CLND este usor de cuplat cu alte tehnici precum cromatografia de gaze sau croamtografia de lichide si a fost utilizata recent pentru determinari cantitative in analiza combinatoriala.
Spectrometria de masa ofera mijloace de caracterizare a noilor compusi bazate pe masa lor moleculara. In acelasi timp, metodele MS sunt de obicei de inalta precizie si pot fi cuplate cu tehnici cromatografice de separare. Exista doua abordari utilizate in analiza bibliotecilor combinatoriale: : flow injection analysis mass spectrometry (FIA-MS) si
liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS). Datorita simplitatii in design si operare, FIA-MS a devenit cea mai utilizata metoda de spectrometrie de masa pentru caracterizarea bibliotecilor combinatoriale si este de asemenea metoda cu cea mai buna precizie.
LC-MS este utilizata de obicei pentru determinarea rapida a puritatii compusului. Deoarece LC-MS prezinta mai multe avantaje decat FIA-MS , avand abilitatea de a analiza amestecuri si de a furniza o caracterizare mai completa a bibliotecilor de compusi, a inlocuit FIA-MS ca analiza standard in majoritatea laboratoarelor farmaceutice. Au fost adoptate doua abordari pentru cresterea preciziei acestei metode: LC-MS rapida, care utilizeaza un pas rapid (2-3 minute) de separare cromatografica, si LC-MS paralela in care coloane HPLC multiple sunt cuplate cu un singur spectrometru de masa.
Totusi, spectrometria de masa intampina probleme cand sunt prezenti compusi cu aceeasi masa moleculara. Acesti compusi pot fi stereoizomeri, izomeri de pozitie sau pur si simplu molecule cu aceeasi masa moleculara. Pentru a rezolva aceasta ambiguitate este utilizata de obicei spectroscopia RMN pentru a determina structura compusilor implicati.
1.B. Yan, Analysis and Purification Methods in Combinatorial Chemistry, 2004
2. R. Bolger, Drug Discovery Today 4, 1999
3.M. Shapiro, J. Gounarides, High resolution MAS-NMR in combinatorial chemistry, Biotechnology and Bioengineering vol. 71, 2000
4.M. Shapiro, J. Chin, HPLC/NMR in Combinatorial Chemistry, J. Organic Chemistry, vol. 63, 1998
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
