İlaç dünyasında moleküllerin şekli, etkileri kadar önemlidir. Enantiyomerler olarak bilinen ayna moleküller, aynı atomlara sahip olmalarına rağmen üç boyutlu yapıları itibariyle birbirinden ayrılır; tıpkı sağ ve sol el gibi. Bu fark, biyolojik sistemlerde çarpıcı sonuçlar doğurabilir: Bir enantiyomer tedavi edici olurken diğeri zararlı ya da işlevsiz olabilir.

Enantiyomerleri saf hâlde elde etmek ilaç endüstrisinin en temel zorluklarından biridir. Kimyasal sentez yöntemleri çoğunlukla her iki formu eşit miktarda üretir; bu nedenle ayrıştırma işlemi hem maliyetli hem de teknik olarak güçtür. İşte bu noktada fiziksel yöntemlerin devreye girmesi büyük bir potansiyel taşımaktadır.

Yeni bir çalışma, kesme akışının —yani katmanlar hâlinde hareket eden bir sıvının oluşturduğu akışın— enantiyomerleri birbirinden ayırt edip fiziksel olarak ayrıştırabileceğini ileri sürüyor. Bu mekanizmanın temelinde, kiral yapıların çevrelerindeki sıvıyla kurduğu tensöriyel etkileşimler yatıyor; yani molekülün dönme ve hareket biçimi, onun hangi yönde sürükleneceğini belirliyor.

Araştırmacılar, 'moleküler pitch' adı verilen ve bu etkileşimleri matematiksel olarak tanımlayan teoriyi daha gerçekçi koşullara taşıdı. Daha önce yalnızca katı geometrili moleküller için geçerli olan bu yaklaşım, artık esnek —yani şeklini değiştirebilen— moleküllere uyarlandı. Moleküler dinamik simülasyonları aracılığıyla, esnekliğin moleküllerin akış içindeki davranışını köklü biçimde değiştirebildiği ve farklı konformasyonlara bağlı pitch dağılımlarının ortaya çıktığı gösterildi.

Çalışmada ele alınan iki ilaç molekülü —prostat kanserinde kullanılan bikalutamid ve astım tedavisinde yer alan montelukast sodyum— bu yaklaşımın gerçek dünya uygulamaları için umut verici olduğuna işaret ediyor. Her iki molekülde de esnekliğin ayırma potansiyelini etkilediği, bazı durumlarda bu potansiyeli artırdığı, bazı durumlarda ise karmaşıklaştırdığı görüldü.

Sonuç olarak bu araştırma, kimyasal işlem gerektirmeyen, akış tabanlı enantiyomer ayrıştırma yöntemlerinin geliştirilmesine teorik bir zemin hazırlıyor. İleride mikro veya nanoakışkan sistemlerle hayata geçirilmesi hâlinde, ilaç üretiminde maliyet ve verimlilik açısından önemli kazanımlar sağlayabilir.