ملخص
يقدم هذا المشروع متعدد التخصصات فرصة مثيرة لعالم أو مهندس طموح للعمل عبر حدود الكيمياء والفيزياء والهندسة، مع فرص لتطوير مجموعة واسعة من المهارات. سيتم استخدام مزيج من مطيافية رامان وتقنيات تشتت الأشعة السينية الكلية لدراسة تبلور جزيئات الدواء ونظائرها الجزيئية، لتحديد تأثير المجموعات الوظيفية على سلوك التبلور الخاص بها. يتطلب التحكم التنبؤي في التبلور الصناعي فهمًا لكيفية تصرف الأدوية في المحلول، ولم يكن الحصول على معلومات هيكلية تجريبية في حالة المحلول ممكنًا حتى وقت قريب. ومع التقدم في مرافق الحوسبة والتشتت الكلي للأشعة السينية وأجهزة رامان، يمكننا الآن أن نأمل بشكل واقعي في تحديد تفاصيل التفاعلات بين الجزيئات بين الدواء والبيئة الكيميائية المحيطة والديناميكيات الهيكلية أثناء التبلور. ستمكن المعلومات المكتسبة في هذا المشروع من إجراء تحسينات في التحكم في العمليات والنمذجة التنبؤية. سيجمع المشروع بين العمل التجريبي والباحثين في ليدز وفي منشأة إشعاع السنكروترون الوطنية في المملكة المتحدة، Diamond Light Source، وسيتضمن بعض التطوير لشفرة تحليل البيانات الحسابية والنمذجة الجزيئية. ستتاح لك أيضًا فرصة لتعلم أساليب التعلم الآلي لتحليل المعلومات الهيكلية جنبًا إلى جنب مع تطوير تقنيات التحليل الارتباطي. سيتم تمويلك من قبل الجمعية الملكية و EPSRC DTP.
الوصف الكامليتطلب التحكم في التبلور فهم الديناميكيات الهيكلية للجزيئات في المرحلة التي تتشكل منها. تتضمن معظم الطرق الصناعية استخدام المذيبات للتحكم في التبلور. في حين أن هناك طرقًا للتنبؤ بكيفية تأثير التفاعلات الجزيئية على معالجة الدفعات، إلا أنها محدودة في مدى إمكانية تمثيل نظام المذيبات من خلال المعلمات الكيميائية والفيزيائية المعروفة للمكونات الفردية.
شهد علم السنكروترون تقدمًا كبيرًا مؤخرًا، مما يسمح بإجراء دراسات التشتت الكلي للأشعة السينية من المواد غير البلورية مثل مراحل المحلول وكذلك الحالات غير المتبلورة. علاوة على ذلك، سيوفر مطياف رامان معلومات حول التشكلات الجزيئية للجزيئات الكبيرة ذات الروابط المرنة. وتسمح هذه العناصر معًا بإنشاء نماذج جزيئية أكثر دقة وصقلها وفقًا للبيانات التجريبية. وسيوفر الفهم الناتج للتفاعلات بين الجزيئات ثروة من المعلومات الجديدة، والتي يمكن استخدامها لتحسين التصميم التنبؤي والتحكم في التبلور باستخدام أساليب التعلم الآلي.
ستستلزم هذه المنحة تطوير التقنيات المترابطة باستخدام تحليل دالة التوزيع الزوجي للأشعة السينية ومطيافية رامان جنبًا إلى جنب مع النمذجة الجزيئية للبيانات التجريبية. ستكون هناك أيضًا فرص لاستكشاف استخدام التعلم الآلي لاستخراج ثروة المعلومات الناتجة عن هذه التقنيات لمختلف الأنظمة التي تمت دراستها.
