تحليل الخواص الحركية لتقدم التفاعل: منهج قوي لتبسيط دراسة التفاعلات العضوية المعقدة

‏يبسط تحليل الخواص الحركية لتقدم التفاعل (RPKA) دراسات الخواص الحركية من خلال استغلال البيانات الشاملة المتاحة من خلال المراقبة الدقيقة في الموقع لتقدم التفاعل العام تحت ظروف "ذات صلة تخليقية"، حيث تتغير تركيزات اثنين أو أكثر من المتفاعلات في وقت واحد - في الحقيقة بنفس الطريقة التي كان يتوقع لها أن تتغير أثناء التخليق العملي. ‏وهذا يتناقض مع النهج الكلاسيكي للخواص الحركية، والذي يستخدم نسب التركيز المحرفة بشدة، عادة ما يكون حوالي 10 مكافئات، من أجل فحص النظام في كل تركيز ركيزة مع الاحتفاظ بالثابت الآخر.‏لقد أظهرنا أن اعتماد التركيز على اثنتين من الركائز المختلفة يمكن تحديده من خلال عدد أقل بكثير من تجارب تقدم التفاعل مقارنة بنهج الخواص الحركية الكلاسيكي. ‏تم وضع منهج RPKA مباشرة للتفسير عن طريق المعالجة الرسومية لمجموعة محددة حسابيًا في نطاق الحد الأدنى من التجارب المصممة بعناية. ‏من مزايا نهج RPKA أنه يمكن الحصول على معلومات الخواص الحركية الحيوية واستخراجها بسرعة حتى في الدراسات المبكرة لتفاعل جديد، وبالتالي يمكن أن تساعد في توجيه اتجاه كل من تحسين التفاعل والتحقيق الآلي الأساسي بطرق أخرى. ‏تتطلب الطريقة براعة حسابية قليلة ولا تتطلب تقنيات نمذجة حركية متخصصة.

يتكون منهج RPKA في أبسط مستوياته من مجموعتين من التجارب، تسمى تجارب "نفس الفائض" و"الفائض المختلف". ‏يوفر بروتوكول "الفائض المختلف" معلومات مماثلة لتلك التي تم الحصول عليها في دراسات الخواص الحركية الكلاسيكية، أي أنه يعطي التوجيه في تركيزات مختلفة من المتفاعل. ‏وتتمثل الميزة الرئيسية لمنهج RPKA في هذه الحالة في أنه يتم الحصول على هذه المعلومات من تجارب أقل بكثير مما هو مطلوب لتحليل الخواص الحركية التقليدي. ‏ومع ذلك، فإنه في بروتوكول "نفس الفائض" يكون منهج RPKA هو الأكثر ابتكارًا، لأنه لا يوفر هنا نفس المعلومات بسرعة أكبر وبدقة أعلى فحسب، بل يستخرج معلومات حول دورة تحفيزية عاملة يصعب الحصول عليها من خلال أي وسيلة أخرى: تساعد تجارب "نفس الفائض" على التفريق بين دورة الحافز التي تعمل في حالة مستقرة وتلك التي تخضع لآثار زمنية لا علاقة لها بالخواص الحركية للتفاعلات الذاتية، مثل تنشيط المحفز أو إخماده.

‏‏يمكنك أيضًا عرض الجزء 2 من سلسلة الندوة عبر الويب تحليل الخواص الحركية لتقدم التفاعل.

المقدم الضيف

الأستاذة Donna Blackmond

‏حصلت Donna Blackmond على درجة الدكتوراة في الهندسة الكيميائية من جامعة كارنيغي ميلون في عام 1984. ‏وعملت أستاذًا للهندسة الكيميائية بجامعة بيتسبرغ في الفترة من 1984 إلى 1992.‏في عام 1992، تركت الوسط الأكاديمي للبحث الصناعي، وأصبحت مديرًا معاونًا في شركة Merck & Co., Inc.، حيث كانت مسؤولة عن إنشاء مختبر جديد للبحث والتطوير في مجال الخواص الحركية والتحفيز للتفاعلات العضوية. ‏في الفترة من 1996 إلى 1999 عملت الأستاذة Blackmond كقائد فريق بحثي في معهد ماكس بلانك لأبحاث الفحم في مولهايم أن در رور، بألمانيا. ‏ثم انتقلت إلى المملكة المتحدة في عام 1999 لتتولى منصب أستاذ ورئيس الكيمياء الفيزيائية في جامعة هل. ‏ثم التحقت بكلية لندن الإمبراطورية في عام 2004، مع تعيينات أستاذية مشتركة في أقسام الكيمياء والهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الكيميائية، وكذلك رئيس قسم التحفيز. ‏في عام 2010، انتقلت إلى معهد سكريبس للأبحاث في لاهويا، كاليفورنيا كأستاذ للكيمياء.

تركزت أبحاث الأستاذة Blackmond على مزج الجوانب الكمية من خلفيتها في الهندسة الكيميائية مع تخليق الجزيئات العضوية المعقدة بطرق تحفيزية، وخاصة الحفز غير المتماثل مع التطبيق في العمليات الصيدلانية. ‏ونشرت أكثر من 150 مقالاً في هذا المجال. ‏وتعمل كمستشارة لعدد من شركات الأدوية الكبرى، وتقدم دورة تدريبية قصيرة عن الخواص الحركية للتفاعلات العضوية في صناعة الأدوية. ‏وحصلت الأستاذة Blackmond على جائزة الجمعية الملكية للكيمياء لعام 2009 في الكيمياء العضوية الفيزيائية. ‏وحصلت على جائزة الجمعية الملكية ولفسون لجدارة البحث في عام 2007. ‏وحصلت على جائزة Arthur C. Cope Scholar من قسم الكيمياء العضوية بالجمعية الكيميائية الأمريكية (2005). ‏وحصلت على لقب عالم زائر بوودوارد في جامعة هارفارد (2002-2003) وزميل باحث في معهد ميلر بجامعة كاليفورنيا، بيركلي (2003). ‏وقد حصلت على جائزة الجمعية الملكية للكيمياء في التكنولوجيا التصنيعية في عام (2003)، وجائزة Paul H. Emmett من جمعية أمريكا الشمالية للحفز (2001)، وجائزة Raul Rylander من جمعية حفز التفاعلات العضوية (2003)، وجائزة الباحث الصغير الرئاسية من المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) (1986-91).