Молекулы лекарства могут быстро менять пространственную форму, но давать медленно затухающий общий отклик из-за своего окружения. Этот эффект на примере ибупрофена в сверхкритическом углекислом газе описали ученые НИУ ВШЭ и Института химии растворов РАН. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе ВШЭ. Исследование опубликовано в The Journal of Chemical Physics.
Сверхкритический CO₂ получают при температуре и давлении выше критических значений. Такой растворитель используют, в частности, для получения мелких частиц лекарственных веществ: после снижения давления растворенное соединение выделяется в твердую фазу.
Еще до образования частиц среда может влиять на соотношение разных форм гибких молекул — конформаций. Вблизи критической точки плотность растворителя сильно колеблется. Области повышенной и пониженной плотности становятся крупнее, а их перестройка замедляется.
Авторы разработали модель, связывающую три процесса: смену формы молекул, колебания плотности и диффузию — перераспределение компонентов раствора. Расчеты выявили два медленных коллективных процесса. Один связан с колебаниями плотности, другой — с необходимостью переносить вещество на все большие расстояния.
Сами молекулы при этом могут продолжать быстро менять форму. Однако их связь с медленно перестраивающимся растворителем делает оба коллективных процесса заметными в измеряемом сигнале. Этот механизм авторы назвали двойным коллективным замедлением.
«Медленная память растворителя передается молекулам, хотя скорость самих переходов между формами практически не меняется», — объяснил ведущий научный сотрудник МИЭМ ВШЭ Юрий Будков.
В расчетном примере отклик мог затухать по степенному закону, значительно медленнее обычного экспоненциального. Модель помогает объяснить, почему измерения молекулярных превращений могут отражать не только скорость самих превращений, но и длительную перестройку окружающей среды.
Ранее ученые выяснили, что демон Максвелла может извлекать энергию из скрытых воспоминаний.