Stereo-isomeren onderscheiden met gepolariseerd licht

6 dec, 2019

Bij de productie van geneesmiddelen is het essentieel om de juiste stereo-isomeer te isoleren. Andere stereo-isomeren van dezelfde stof zijn in het beste geval minder biologisch actief en soms zelfs schadelijk. Maar de analyse van stereo-isomeren is niet eenvoudig en vaak tijdrovend en arbeidsintensief.

Onderzoekers van het Van ‘t Hoff Institute for Molecular Sciences aan de UvA zijn erin geslaagd de methode voor structuurbepaling van complexe moleculen in geneesmiddelen te verbeteren. Daarvoor hebben zij de toepassing van ‘vibrationeel circulair dichroïsme’ (VCD) verbeterd.

Stereo-isomeren heten niet voor niets ook wel optische isomeren; ze vertonen verschillende interacties met licht. VCD is een spectroscopische techniek waarbij de interactie van een molecuul met circulair gepolariseerd infra-rood licht wordt gemeten. Die interactie is afhankelijk van de exacte omringing van de atomen in het molecuul. Zodoende kun je met VCD informatie verkrijgen over de driedimensionale structuur.

Het verschil in vorm tussen de stereo-isomeren dydrogesteron en progesteron is duidelijk te zien.

Het was al mogelijk om met deze techniek het onderscheid te maken tussen optische isomeren van een molecuul met één of twee chirale centra. De Amsterdammers waren iets ambitieuzer. Zij kozen een molecuul met zes chirale centra en zodoende 64 mogelijke stereo-isomeren. Het gaat om varianten van het geslachtshormoon progesteron en een van diens stereo-isomeren, de synthetische, farmacologische variant dydrogesteron.

Een VCD-spectrum van een mengsel van stereo-isomeren is een optelsom van alle individuele spectra. De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe methode voor het modelleren van de spectra en maken daarbij gebruik van een genetisch algoritme, gebaseerd op evolutionaire principes. Daardoor kunnen ze nu hele complexe moleculen analyseren en precies vaststellen welke variant in welke hoeveelheid aanwezig is.

De nieuwe methode kan ook verontreinigingen rond 5% nog detecteren. Dat maakt de methode geschikt voor kwaliteitscontrole bij farmaceutische productie.