الكيمياء التوافقي-6.pdf

‫الكيمياء التوافقي‬ ‫‪Combinatorial Chemistry‬‬ ‫مقدمة ‪Introduction:‬‬ ‫إن التطور السريع في تكنولوجيا البيو...

‫الكيمياء التوافقي‬ ‫‪Combinatorial Chemistry‬‬ ‫مقدمة ‪Introduction:‬‬ ‫إن التطور السريع في تكنولوجيا البيولوجيا الجزيئية أسفر عن تطور سريع و كفاءة عالية ألنظمة اختبارات األدوية ‪ ،‬إن التقنيات المستعملة في‬ ‫هذه األنظمة بمجموعها تعرف بـ (‪ > ‪،‬طرائق ‪ HTS‬تعطي نتائج دقيقة‬ ‫حتى مع كميات صغيرة جداً من المادة المفحوصة ‪ ،‬على أية حال ‪ :‬إذا كان استخدامها قد أصبح نمط اقتصادي (موضة اقتصادية) وعلى قدر‬ ‫من فعاليتها ‪ ،‬فإن هذه التقنيات تتطلب انتاج سريع لكميات كبيرة من المواد المراد اختبارها ‪ ،‬والتي ال يمكن الحصول عليها بالطرق التقليدية‬ ‫لالصطناع العضوي والتي هي غالبا ً موجهة إلنتاج مكون واحد في وقت محدد ‪ ،‬باستعمال هذه الطرق التقليدية المكثفة يمكن إجراء ما يقارب‬ ‫‪ 52‬اختبار لألمزجة في السنة الواحدة ‪ ،‬و لذلك إن إنتاج كميات كبيرة من األمزجة المطلوبة لـ ‪ HTS‬سوف تكون غالية الثمن ‪ ،‬كالهما الوقت‬ ‫والعامل االقتصادي مطلوبان إذا استعملت هذه التقنية ‪.‬‬ ‫(طريقة تقليدية الصطناع التتراكئين)‬ ‫( مبدأ التفاعالت الكيميائية )‬ ‫الكيمياء التوافقية تم تطويرها إلنتاج أعداد كبيرة من المركبات المطلوبة لـ ‪ ،HTS‬إنها تسمح بتحليل عدد كبير من المركبات التي يمكن‬ ‫الحصول عليها بواسطة مجموعة من اللبنات األساسية ‪ ,‬هذا وإن المنتجات التي نحصل عليها بهذه الطريقة تسمى ( المكتبة المركبة ) ‪،‬‬ ‫المكتبات قد تكون مركبات مفردة أو أمزجة مركبة ‪.‬إن فحص مكونات المكتبة الستعمالها بواسطة ‪ HTS‬يمكن الفريق المطوّر من اختيار‬ ‫المركبات المناسبة ذات التفاصيل الجيدة ‪.‬إن االعتبار األساسي للكيمياء التوافقية يتضح أكثر بواسطة المثال التالي ‪.:‬تخيل التفاعل الذي يحصل‬ ‫‪1‬‬  ‫لمجموعة من ثالث مركبات ( ‪ )A3 +A2+A1‬مع ثالثة مركبات أخرى (‪ A1 : )B3 +B2+B1‬سوف يتفاعل بشكل متشابه و منفصل مع‬ ‫‪ B3+B2+B1‬بالوقت نفسه ‪ ،‬المكونات ‪ A3 +A2‬سوف تتفاعل مع ( ‪ )B3 +B2+B1‬بالطريقة نفسها ‪ ،‬هذه التفاعالت سوف ينتج عنها‬ ‫مجموعة مؤلفة من ‪ 9‬منتجات ‪ ،‬إذا تم إعادة التفاعل من خالل تفاعل هذه المركبات التسعة مع ثالث مكونات جديدة (‪ )C3 +C2+C1‬فسينتج‬ ‫مجموعة من ‪ 52‬مركب جديد‪.‬إن التفاعل المستعمل في كل مرحلة من هذه االصطناعات يتضمن عادة المجموعات الوظيفية نفسها ‪ ،‬لذلك فإن‬ ‫نفس نمط التفاعل يحدث في كل حالة ‪.‬هناك كمية قليلة من المكتبات شيّدت بواسطة تفاعالت مختلفة للمرحلة ذاتها ‪.‬فرضيا ً فإن جميع النتائج‬ ‫يمكن الحصول عليها بواسطة المركبات المتفاعلة و لكن عمليا ً بعض التفاعالت قد ال يحدث ‪ ،‬على كل حال فإن المجال التركيبي يعني بالحقيقة‬ ‫األعداد الكبيرة من المكتبات المؤلفة من عدة آالف من األمزجة التي تم اصطناعها بسرعة و في الوقت ذاته وهناك مجموعة من التقنيات‬ ‫المستعملة في الكيمياء التوافقية‬ ‫تصميم االصطناع التوافقي ‪The design of combinatorial syntheses:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫واحدة من استراتيجيتين اثنتين يمكن اتباعهما عند تصميم اصطناع توافقي في الحالة األولى إن لبنات البناء تضاف بشكل مفرط إلى البنى‬ ‫األساسية و بذلك تكبر باتجاه واحد (اصطناع خطي ) و من العادة أن يتم االعتماد على مواد كيميائية مناسبة تحجب الوظائف الكيميائية‬ ‫األخرى و بذلك يكون التفاعل انتقائي ‪ ،‬هذا اإلجراء مفيد و عملي إذا كان المنتج هو بوليمير " أوليفومير " متشكل من عدد صغير من‬ ‫الوحدات البنائية ‪ ،‬و بشكل بديل إن االصط ناع يمكن أن يتم باتجاهات مختلفة من الوحدات البنائية تعرف بالرصافة ‪ ،‬هذه الرصافة تملك إما‬ ‫الوحدات البنائية الضرورية أو نستطيع توليدها خالل االصطناع كال الطريقتين قد تتطلب استعمال مجموعات حاجبة للمجموعات الوظيفية‪.‬‬ ‫)‪ :A‬اصطناع خطي ‪ :B ،‬طريقة الرصافة)‬ ‫إن التفاعالت المستعملة عند تصميم تتالي تركيبي (توافقي ) يجب أن تكون مثالية تماما ً و أن تكون ‪:‬‬ ‫‪ ‬نوعية و سهلة اإلنجاز نسبيا ً و تعطي مردود جيد‬ ‫‪ ‬التفاعالت المستعملة يجب أن تسمح بالحصول على كمية كبيرة من المنتجات النهائية بما فيها اإليزوميرات ‪.‬‬ ‫‪ ‬التفاعالت يجب أن تكون قابلة لألتمتة‬ ‫‪ ‬لبنات البناء بجب أن تكون متوفرة بسهولة‬ ‫‪ ‬لبنات البناء بجب أن تكون متنوعة بقدر اإلمكان ‪ ،‬بحيث أن المنتجات النهائية تحقق جميع أصناف االرتباطات و الروابط‬ ‫‪ ‬يجب أن تكون المنتجات النهائية قابلة لتحديد بنيتها بسهولة‬ ‫عمليا ً ليس دائما ً يمكن اختيار التفاعالت التي تحقق الشروط السابقة ‪ ،‬على كل حال ‪ ،‬الشرط رقم ‪ 6‬يجب ان يتحقق و إال يعتبر خلالً ‪.‬‬ ‫إن كمية المعلومات المتوفرة عن الهدف المراد الوصول إليه ستؤثر في اختيار التفاعل المناسب ولبنات البناء ‪ ،‬فإذا كانت قليلة فسيتم اختيار‬ ‫عشوائي لـ لبنات البناء المستعملة ‪.‬أما إذا وجدت معلومات كافيه فاختيار لبنات البناء يكون أكثر تحديداً ‪ ،‬و هذا يسمح للتحري عن‬ ‫‪ QSAR/SAR‬وتقدير البنية المثالية بشكل أفضل‬ ‫‪2‬‬  ‫‪ ‬التقنيات المستعملة في االصطناع التركيبي ‪The general techniques used in combinatorial synthesis :‬‬ ‫االصطناع التركيبي يمك ن أن ينجز على وسط صلب أو سائل في كال الحالتين يتم االصطناع باستعمال واحدة من االستراتيجيات المشار لها‬ ‫في‪.‬إن االصطناع في كال الوسطين قد يستعمل لتحضير مكتبات تتألف إما من مكونات مفردة أو مزائج من المركبات ‪.‬وكل نوع من طرائق‬ ‫االصطناع له ميزاته و مساوئه‬ ‫طريقة الوسط الصلب ‪The solid support method :‬‬ ‫‪‬‬ ‫تم اكتشافها من قبل العالم" ميري فيلد ‪ " 3961‬في هذه الطريقة نستعمل راتنج من البولي ستيرين ثنائي فينيل البنزن كوسط صلب في كل‬ ‫مرحلة من مراحل االصطناع ‪ ،‬كل قطعة منه تحوي عدد كبير من سالسل جانبية مؤلفة من المتيل وحيد الكلور ‪ ،‬إن ذرة الكربون النهائية في‬ ‫الحمض األميني األول في السلسلة الببتيدية يتم وصلها إلى القطعة بواسطة تفاعل إزاحة لمجموعات الكلور بواسطة حمض أميني مناسب‬ ‫جدول‪ :‬مقارنة بين محاسن و مساوئ األوساط الصلبة السائلة ‪:‬‬ ‫وسط صلب‬ ‫وسط سائل‬ ‫الكواشف يمكن أن تستعمل بكمية زائدة بهدف إنجاز التفاعل بشكل‬ ‫ال يمكن استعمال الكواشف بكمية زائدة إال إذا تم إجراء عملية‬ ‫كامل‬ ‫تنقية بعد ذلك‬ ‫التنقية عملية سهلة بكل بساطة اغسل الوسط‬ ‫التنقية صعبة‬ ‫األتمتة سهلة‬ ‫األتمتة صعبة‬ ‫التفاعالت المناسبة قليلة‬ ‫فرضيا ً أي تفاعل عضوي يمكن إجراؤه‬ ‫توسيع نطاقه عملية مكلفة نسبيا ً‬ ‫توسيع النطاق عملية سهلة و غير مكلفة‬ ‫ليس موثوق بشكل جيد و يتطلب الوقت الختيار الوسط والعامل‬ ‫يتطلب وقت فقط النجاز التفاعل الكيميائي‬ ‫الرابط المناسبين‬ ‫يتم إضافة حوض أمينية إضافية إلى السلسلة الببتيدية بواسطة تفاعل تسلسل كما في الشكل ‪ ،‬هذا التسلسل بشكل عام يلزمه مجموعات كيميائية‬ ‫حاجبة مثل (‪" )BOC‬ت – بوتيل اوكسي كاربونيل " للتحكم بموضعة الحموض األمينية ‪.‬لتشكيل السلسلة الببتيدية يتم تحويل الحموض‬ ‫األمينية إلى مشقات أكثر نشاطا ً مثل " دي سيكلوهكسيكاربوديميد " "‪ "DCC‬التي تتفاعل بدورها مع الحموض األمينية غير المحميّة لربط‬ ‫ثماالت هذه الحموض و تشكيل السلسلة ‪ " ،‬كما في في نهاية االصطناع يتم فصل السلسلة الببتيدية عن الوسط بواسطة مزيج من بروميد‬ ‫الهيدروجين و ثالثي فلوروااليتانوئيل أسيد‪.‬‬ ‫إن راتنج " ميري فيلد " قد حل محله أوساط أخرى مثل راتنج " تينتاجيل" ‪ ،‬هذا الراتنج هو أكثر تنوعا ً و يمكن أن يتواجد عليه مجموعات‬ ‫متنوعة من الوظائف الكيميائية على السالسل الجانبية ‪ ،‬تُفصل هذه المجموعات الوظيفية عن الراتنج بواسطة البولي اتيلين غليكول ‪ ،‬و نتيجة‬ ‫لذلك فإن المجموعات المتفاعلة على السالسل الجانبية ت صبح بعيدة عن سطح الراتنج و هذا ما يجعل التفاعل أكثر سهولة ‪ ،‬و كما في وسط "‬ ‫ميري فيلد " فإن كل قطعة " تينتاجيل" تتضمن عدداً كبيراً من المجموعات الوظيفية على السسالسل الجانبية ‪ ،‬كمثال على ذلك ‪ :‬عدد‬ ‫مجموعات الحموض األمينية في القطعة الواحدة هو حوالي ‪. 31 31 × 6‬وهذا يعني فرضيا ً أن كل قطعة يمكن استعمالها كوسط الصطناع‬ ‫‪3‬‬  ‫‪31‬‬ ‫جزئية من المزيج نفسه ‪ ،‬في االصطناع الببتيدي فإن كمية الببتيدات الموجودة على كل قطعة واحدة تكفي عادةً لتحديد‬ ‫أكثر من ‪31 × 6‬‬ ‫بنيتها بواسطة تقنية ‪ :‬إيدمان ثيودانتوئين‬ ‫طريقة ميري فيلد ‪ : R -‬هي سلسلة جانبية لحمض أميني‬ ‫الصلب"‬ ‫‪ ‬مبادئ أساسية في الكيمياء التركيبية ‪ " :‬بالنسبة للوسط‬ ‫‪General methods in solid support combinatorial chemistry‬‬ ‫تم الحصول على أوساط صلبة متعددة تتضمن قطع البوليمير ‪ ،‬و قد صنّفت بشكل جيد ‪ ،‬على كل حال ‪.‬إن أغلب االصطناعات يتم انجازها‬ ‫باستعمال قطع البوليمير ‪ ،‬المجموعة التي يرتكز عليها المركب المراد تصنيعه غالبا ً يتم الحصول عليها من مواد تقليدية باستعمال تفاعالت‬ ‫عضوية ‪ ،‬وهذا ما يتطلب الوقت و الجهد لتحقيقه عالوة على ذلك ‪،‬فإن العديد من التفاعالت ال يمكن استعمالها إذا كان مردودها قليل ‪ ،‬وهذا ما‬ ‫يشكل أحد العوائق الستعمال الوسط الصلب ‪ ،‬إن التفاعالت يتم إنجازها بشكل طبيعي باستعمال مجموعة من المواد والمحالت ‪ ،‬وقد يمكن‬ ‫استعمال أمواج الميكرويف إذا تطلب األمر ذلك و يمكن استعمال الحرارة بوضع الوسط الصلب داخل فرن ‪ ،‬ولكن التفاعالت متعددة الخطوات‬ ‫أ و التفاعالت التي تتطلب ضغط مرتفع أو منخفض يجب تجنبها ‪.‬‬ ‫‪4‬‬  ‫‪ ‬التفاعالت ( االصطناعات ) المشابهة ‪Parallel synthesis:‬‬ ‫إن هذه التقنية تستعمل لتحضير مكتبات مركبة تتألف من مكونات منفصلة ‪ ،‬ولكن ليس من المناسب إنتاج مكتبات تتضمن آالف إلى ماليين‬ ‫المركبات ‪،‬و لكن في االص طناع المشابه ‪ ،‬يتم تحضير المركبات باستعمال تفاعالت منفصلة ولكن في الوقت نفسه ‪ ،‬إن حوامل هذه التفاعالت‬ ‫قد تأخذ شكل الشبكة البالستيكية أو بشكل قضيب بالستكي تدعى " المسامير " وتكون متصلة مع الصحن البالستيكي " شكل ‪ ،‬في الحالة‬ ‫العادية تتم التفاعالت على حوامل تدعى بـ " القطع " ولكن في التفاعالت المشابهة يتم االصطناع على ما يسمى بـ " التاج " و يتم وصل لبنات‬ ‫البناء إلى التاج باستعمال واصالت بشكل مشابه لقطع الراتنج ‪ ،‬و يمكن استعمال التفاعالت العادية أو المشابهة للحصول على المواد المطلوبة‬ ‫أمثلة على الحوامل المستعملة في االصطناع التوافقي‬ ‫(شكل) ‪ :‬تفاعل الحموض األمينية مع ايزو سيانات للحصول على الهيدانتوئين‬ ‫إن تقنية االصطناع المشابه هي األفضل ‪ ،‬وهذا ما يوضحه المثال التالي ‪ :‬تخيل الخطوات األساسية التي يمكن أن تكون ضرورية لتحضير‬ ‫مكتبة م ن الهيدانتوئينات من خالل التفاعل بين الحموض األمينية و اإليزوسيانات ‪ ،‬و ذلك باستعمال ‪ 96‬مصفوفة ‪ ،‬في كل مرحلة من هذا‬ ‫االصطناع تتم التنقية من خالل الغسل بكواشف مناسبة ‪.‬‬ ‫ثمانية حموض أمينية محمية على ذرة اآلزوت " ‪ " X8 …. X2 , X1‬تم وضعها في المصفوفة بحيث يشغل كل حمض أميني صفا ً واحداً ‪،‬‬ ‫وهذا يعني أن الصف ‪ A‬يحوي فقط الحمض األميني ‪ X1‬و الصف ‪ B‬يحوي فقط الحمض األميني ‪ ، " X2‬يتم إضافة القطع إلى بعضها و يبدأ‬ ‫التفاعل ‪،‬‬ ‫‪5‬‬  ‫(شكل)‪ :‬نمط إضافة المواد المتفاعلة لـ ‪ 69‬هيدانتوئين‬ ‫يتم إزالة حماية الحموض األمينية بواسطة نزع الهيدروجين و ‪ 35‬إيزوسيانات ‪ " y8 …. y2 , y1 " :‬يتم إضافتها إلى القطع بحيث أن كل‬ ‫صف مرقّم يحتوي على نوع من االيزوسيانات ‪ ،‬وبمعنى آخر ‪ ،‬إن المزيج ‪ y1‬يضاف فقط إلى الصف األول ‪ y2 ،‬يضاف فقط إلى الصف‬ ‫الثاني ‪ " ،‬شكل ‪ ، "b-9-2‬يتم تسخين القطع كلها لتحريض تشكيل الهيدانتوئين و تحريرها من الراتنج ‪.‬على الرغم من أنه باإلمكان تحضير‬ ‫‪ 96‬هيدانتوئينا ً مختلفا ً "‪" " Z26- Z1‬بواسطة هذه التقنية ‪ ،‬فإنه عمليا ً لن يتم إنجاز بعض التفاعالت و يتم الحصول على مكتبات أصغر حجما ً ‪.‬‬ ‫إن االصطناع التركيبي يتضمن عدة مراحل ‪ ،‬كل مرحلة يتم إنجازها بالطريقة العامة الموضحة في المثال السابق ‪ ،‬ولكن يتم فقط استعمال‬ ‫الصفوف المرقمة أو المسماة بأحرف ‪ ،‬و ليس كالهما ‪ ،‬إال إذا تطلب األمر الحصول على مكتبة من األمزجة ‪ ،‬و أخيراً يتم فصل المنتجات عن‬ ‫‪ ،‬و يتم التحري عن بنية المركبات الناتجة بواسطة " ‪"MS,HPLC,GC,NMR‬‬ ‫الراتنج و عزلها‬ ‫‪ ‬طريقة فودور في االصطناع المشابه‪Fodor’s method for parallel synthesis :‬‬ ‫فرضيا ً يمكن استخدام أي وسط في االصطناع المشابه ‪ ،‬فودور " ‪ " 3993‬حصل على مكتبات من عديدات الببتيد باستعمال وسط صلب من‬ ‫مغطى بـ سالسل الهيدروكربون متضمنة ثماالت الحموض األمينية ‪.‬‬ ‫ً‬ ‫الزجاج " طبق زجاجي "‪.‬تمت معالجة هذا الطبق بحيث أصبح سطحه‬ ‫هذه المجموعات األمينية تمت حمايتها باستعمال ‪-6 :‬نترفيراتري اوكسي كاربونيل "‪ " NVOC‬القابل للتعديل بواسطة ‪U.V‬‬ ‫‪6‬‬ ‫(شكل)‪ :‬تمثيل بياني الصطناع فورود ‪ X ،‬تمثل ‪ NOVC‬المحمية و الموصولة إلى الطبق الزجاجي ‪ ،‬باقي الرموز تمثل الحموض‬ ‫األمينية المحمية ‪.‬‬ ‫إن حاجب الضوء ( ‪ )M1‬يوضع في الطبق بحيث أن فقط منطقة محددة من الطبق يحدث لها التعرض للـ ‪( UV‬شكل) وهذا ما ينتج عنه حذف‬ ‫المجموعات الحاجبة للحموض األمينية ‪.‬ثم يتم تعريض كامل الطبق للـ ‪ NVOC‬المحرض ‪ ،‬على كل حال ‪ ،‬سوف يرتبط فقط مع الحموض‬ ‫األمينية التي تم تحريضها " خطوة ‪ "A‬تعاد العملية السابقة باستخدام حاجب ثانية ( ‪ )M2‬و ‪ NOVC‬آخر مح ّرض ‪ ،‬ثم تعاد مع ( ‪)M3‬‬ ‫‪....‬حتى يتم الحصول على المكتبة كاملة ‪ ،‬إن بنية الببتيد الناتج تعتمد على الحاجب المستخدم و على ‪ NOVC‬في كل مرحلة من االصطناع ‪.‬‬ ‫هذه التقنية دقيقة جداً حيث تم إثبات أن كل مكون يشغل مساحة قدررها حوالي ‪ 21‬ميكرومتر × ‪ 21‬ميكرومتر ‪.‬‬ ‫‪ ‬مزيج فوركا و تقنية القص ‪Furka’s mix and split technique :‬‬ ‫‪7‬‬ ‫هذه التقنية تم ابتكارها من قبل فوركا و زمالؤه "‪ ، " 3993 -3911‬هذه التقنية تتطلب استعمال الراتنج و يمكن استخدامها إلنتاج مكتبات‬ ‫كبيرة " باآلالف " أو صغيرة " بالمئات " ‪.‬يمكن تحضير المكتبات الكبيرة ألن هذه التقنية تنتج نوع واحد من المزيج على كل قطعة راتنج ‪،‬‬ ‫لذلك فإن كل الجزئيات التي تم تحضيرها على قطعة واحدة هي متشابهة لكن تختف جميع المكونات التي تم تحضيرها على قطع أخرى ‪.‬كل‬ ‫كاف لتحقيق إجراءات تقصّ ي كبيرة ‪.‬إن هذه التقنية تملك المزايا التي تمكنها من تقليل‬ ‫ٍ‬ ‫قطعة سوف ينتج عنها حوالي ‪ 3131×6‬جزيء وهذا‬ ‫عدد التفاعالت الالزمة إلنتاج مكتبات ضخمة و كمثال على ذلك ‪ ،‬إذا كان االصطناع يتضمن ‪ 1‬خطوات ‪ ،‬فإنه سيتطلب ‪ 11111‬وعاء‬ ‫منفصل للحصول على مكتبة من ‪ 31111‬مكون إذا تم إجراء التفاعالت باستعمال الكيمياء التقليدية ‪.‬طريقة فوركا تقلل هذا العدد إلى نحو ‪55‬‬ ‫تفاعل ‪.‬إن طريقة فوركا تنجز مكونات المكتبات على قطع الراتين ‪ ،‬هذه القطع يتم تقسيمها إلى أجزاء متساوية و مطابقة لعدد لبنات البناء‬ ‫األساسية ‪.‬كل م ّكون بدئي يتم وصله إلى مجموعته الخاصة من القطع باستعمال التفاعل الكيميائي المناسب " شكل ‪. "33-2‬ثم يتم مزج جميع‬ ‫القطع وفصلها بما يطابق عدد المكونات البدئية لتفاعل المرحلة األولى من االصطناع ‪.‬يتم إضافة لبنات بناء مخ تلفة لكل كمية و يتم إنجاز‬ ‫التفاعل بوضع قطع الراتنج والمواد المتفاعلة في أوعية مناسبة للتفاعل ‪.‬‬ ‫( شكل)‪ :‬مثال على طريقة فوركا باستعمال تفاعل مرحلتين‬ ‫بعد إنجاز التفاعل ‪ ،‬كل القطع يتم مزجها ثم فصلها لعدد من الكميات المتساوية و المطابقة لعدد لبنات البناء المستعملة في المرحلة الثانية من‬ ‫االصطناع ‪.‬ثم يتم إضافة لبنات البناء لكل كمية من الكميات حيث يحصل التفاعل و ينتج عنه نواتج هذه المرحلة من االصطناع ‪.‬ثم يتابع يهذه‬ ‫الطريقة من المزج و الفصل حتى يتم الحصول على المكتبة المطلوبة ‪.‬في حالة الببتيدات و البوليميرات المشابهة حيث تكون لبنات البناء‬ ‫متماثلة في كل مرحلة فإن العدد األعظمي الممكن الحصول عليه من األمزجة المصنّعة من لبنات بناء مختلفة هو ‪ :‬عدد األمزجة = ‪: b : bx‬‬ ‫عدد لبنات البناء ‪ : X‬عدد مراحل االصطناع بعكس االصطناع المشابه فإن تاريخ القطع ال يمكن تقفي أثره من شبكة مرجعية ‪ ،‬ولكن يمكن ذلك‬ ‫باستعمال إ ّما طريقة ترميز مناسبة " " أو بإزالة االلتفاف " إن طريقة الترميز تستعمل رمز لتحديد ما يحصل في كل مرحلة من االصطناع ‪.‬‬ ‫‪8‬‬ ‫وهذه تتراوح من وضع مركب و اسم قابل للتعريف في كل مرحلة من االصطناع إلة استعمال رقائق سليكون يتم مراقبتها باستعمال الحاسب‬ ‫اآللي "الكمبيوتر " ‪ ،‬هذه الرقائق تستعمل كوسط صلب ‪.‬و عندما يتم إنتاج كمية كافية يتم تحديد بنيته باستعمال ‪GC-HPLC-MS-NMR :‬‬ ‫‪ ‬طريقة الترميز ‪Encoding methods:‬‬ ‫تم تطوير العديد من أنواع هذه الطريقة ‪:‬‬ ‫العالمات الكيميائية المتسلسلة ‪Sequential chemical tagging:‬‬ ‫‪‬‬ ‫العالمات الكيميائية المتسلسلة تستعمل معينة (عالمات ) كرمز لكل خطوة في االصطناع وهذه المركبات يتم وصلها بشكل يشابه البوليمير إلى‬ ‫نفس القطعة في كل مرحلة من االصطناع ‪ ،‬عادة باستعمال رابط متفرع ‪ ،‬أحد الفروع تستعمل للربط مع القطعة و بقية الفروع تستعمل للترميز‬ ‫و في نهاية االصطناع يتم إزالتها ‪.‬‬ ‫(شكل)‪ -‬الترميز الكيميائي لقطع الراتنج‬ ‫يتم إنتاجها بكمية تكفي الستعمالها في الترميز إلعطاء تاريخ االصطناع و بالتالي البنية الممكنة للمكتبات و المركبات المستعملة في الترميز‬ ‫يجب أن تحقق عدة شروط ‪:‬‬ ‫‪ ‬تركيز المركب يجب أن يكون كافيا ً من أجل االصطناع‬ ‫‪ ‬تفاعل الترميز يجب أن يحتل مكانا ً تحت الشروط المتوافقة مع تلك المستعملة في االصطناع‬ ‫‪ ‬يمكن إزالته بعد االصطناع‬ ‫‪ ‬يجب أن يكون التفاعل سريع باستعمال طرائق مؤتمتة‬ ‫العديد من مكتبات الببتيدات تم ترميزها باستعمال طاق مفرد من ‪ DNA‬أوليغونكلوتيد‪ ،‬كل التفاعل التسلسلي للبوليميراز " ‪ "PCR‬البادئ يتم‬ ‫وصله إلى الموقع الواسم بحيث أنه في نهاية االصطناع فإن التركيز الكامل لألوليغونيكيوتيدات يمكن زيادته باستعمال البوليميراز ‪.‬‬ ‫إن تضاعفت هذه الواسمات يجعل من األسهل معرفة تسلسل األسس و هذا بدوره يقود إلى إزالة رموز أكثر دقة ‪.‬‬ ‫(جدول)‪ :‬استعمال األوليغونيكليوتيدات في الترميز‬ ‫‪9‬‬ ‫في كل مرحلة من اصطناع الببتيدات يتم إجراء تفاعل آخر في نفس الوقت على نفس القطعة لوصل الواسم (شكل) ‪.‬وبكلمة أخرى ‪ ،‬فإن‬ ‫اصطناعين آخرين بديلين يتم القيام بهما بنفس الوقت ‪ ،‬عند استكمال اصطناع الببتيد يتم عزل األوليغونيكليوتيد عن القطع و تقدير تسلسله‬ ‫األساسي و بالتالي معرفة تسلسل ثماالت الحموض األمينية في الببتيد ‪.‬‬ ‫الببتيدات و الحموض األمينية أيضا ً جرى استعمالها للترميز و ذلك ألنه يمكن ربطها تسلسليا ً ‪ ،‬إن االصطناعات يتم إجراؤها عادة باستعمال‬ ‫رابط متفرع بحيث أن اصطناع الجزيء المر ّمز يمكن تحقيقه بشكل مشابه الصطناع المكتبات ‪.‬كمثال على ذلك ‪ :‬إن طريقة " زكرمان"‬ ‫تستعمل رابط ثنائي األمين محمي من طرف واحد بواسطة مجموعة "‪ "FMOC‬وعند النهاية األخرى محمي بـ مجموعة " ‪"MOZ‬‬ ‫(شكل)‪ :‬است عمال األوليفونيكليومتيد للترميز في مكتبة ترتكز على لبنتي بناء‬ ‫إن ‪ FOMC‬يتم إزالتها بوسط قلوي و مجموعة ‪ MOZ‬يتم إزالتها بوسط حمضي ‪ ،‬و يتم تكرار العملية مع كل لبنة بناء لكل مجموعة من‬ ‫القطع كما في المزج و الفصل ‪ ،‬في نهاية االصطناع فإن كل قطعة تنفصل عن زمالئها و يتم تحرير الببتيد الواسم عن القطعة‬ ‫(شكل)‪ :‬خالصة عن طريقة زكرمان الستعمال الببتيدات في الترميز‬ ‫طريقة ستيل ثنائية الترميز ‪Still’s binary code tag system :‬‬ ‫‪‬‬ ‫وهي طريقة فريدة من نوعها تتمثل بإعطاء كل لبنة بناء واسم كيميائي خاص مكوّن من رمز ثنائي لكل مرحة من االصطناع ‪ ،‬وذلك باستعمال‬ ‫هاليدات عطرية خاملة ‪ " :‬شكل‪ ، " A‬واحد أو أكثر من هذه الواسمات يتم وصله مباشرة إلى الراتنج باستعمال رابط عطوب بالضوء في النقاط‬ ‫‪11‬‬ ‫المناسبة من االصطناع ‪.‬وبذلك تشير إلى طبيعة لبنات البناء و المرحلة التي أدخلت فيها إلى الوسط الصلب " جدول ‪ ، " 1-2‬الهاليدات‬ ‫العطرية الواسمة تستعمل ألنها يمكن أن تكتشف حتى ولو بكميات صغيرة جداً بواسطة ‪.GC‬و يتم اختيارها على أساس زمن احتباسها ‪.‬شكل‬ ‫" ‪ " b‬في نهاية االصطناع كل الواسمات يتم فصلها عن الرابط و تحريها بـ ‪ ، GC‬إن الكروماتوغرام الناتج يظهر كشريط يظهر حقيقة القطع‬ ‫الناتجة ‪ ،‬فرضيا ً و كمثال ‪ ،‬فإنه لتشكيل ثالثي ببتيد باستعمال ستة هاليدات عطرية واسمة فإنها تظهر كما في المخطط التالي " جدول "‬ ‫‪ +‬شكل " ‪ ،‬إن وجود ‪ T1‬يظهر أنه في المرحلة األولى من االصطناع فإن ثمالة الحمض األميني األول هي الغليسين‪،‬‬ ‫(جدول) جدول واسات لتحضير ثالثيات الببتيد‬ ‫هذه الثمالة سوف يتم وصلها باستعمال النهاية ‪ C‬من الببتيد إذا استعمل مجموعة األمين أو بواسطة النهاية ‪ N‬إذا تم استعمال المجموعة‬ ‫الحمضية ‪ ،‬إن وجود ‪ T3‬الثمالة الثانية هي أيضا بواسطة غليسين ‪ ،‬لكن وجود ‪ T5‬و ‪ T6‬يشير إلى حمض أميني ثالث هو السيرين ‪.‬‬ ‫الواسم االلكتروني ‪Computerised tagging:‬‬ ‫‪‬‬ ‫إن العالم " نيكوالو" قد طوّر طريقة لتسجيل تاريخ االصطناع و مراحله باستعمال رقائق السيليكون ‪.‬إن رقائق السيليكون يمكن ترميزها‬ ‫لتتلقي و تخ ّزن إشارات راديوية بشكل كودات ثنائية ‪ ,‬ه ذه الكودات يمكن استخدامها لترميز لبنات البناء في االصطناع ‪.‬إن شريحة السلكون و‬ ‫القطع يتم وضعها معا ً في وعاء يعرف بـ " العلبة " والذي يحوي مساما ً للكواشف المستعملة في االصطناع ‪.‬كل علبة يتم إغالقها و معاملتها‬ ‫كقطعة واحدة في المزج و الفصل ‪ ،‬و يتم تقسيم ال علب إلى العدد المطلوب المطابق لعدد لبنات البناء المستعملة في الخطوة التالية من‬ ‫‪11‬‬ ‫االصطناع ‪.‬كل دفعة من العلب يتم تفاعلها مع لبنات البناء و الشريحة يتم تحريضها باستعمال إشارة راديو مناسبة ألحجار البناء ‪.‬المزج و‬ ‫الفصل يتم القيام بهما في كل خطوة و كذلك التحريض باالشعاع الراديوي ‪.‬في نهاية االصطناع فإن مكتبة المركبات التي يتم تحضيرها يتم‬ ‫عزلها عن الشريحة التي يتم فك رموزها لتحديد مراحل و تاريخ اصطناع هذا المركب الموجود على الشريحة ‪ ،‬إن هذه الطريقة لها ميزة‬ ‫إنتاج كميات كبيرة من المركبات المطلوبة ‪ ،‬بشكل يفوق الطر يقة العادية من المزج و الفصل و ذلك ألن نفس المركب يتم إنتاجه على جميع‬ ‫القطع في نفس العلبة ‪.‬‬ ‫االصطناع التوافقي في محلول ‪Combinatorial synthesis in solution:‬‬ ‫‪‬‬ ‫إن االصطناع في وسط صلب يملك عدداً من المساوئ منها ‪:‬‬ ‫‪ ‬إن كل المركبات تملك مجموعة وظيفية مشتركة و ذلك لربطها مع الرابط و القطع‬ ‫‪ ‬يتم إنجاز االصطناعات باستعمال رابط متفرع‬ ‫‪ ‬تتطلب تفاعالت معدلة خاصة مع أوساط كبيرة إذا تم استعمال االصطناع متعدد المراحل‬ ‫‪ ‬يتطلب خطوات إضافية للتفاعل لربط و فصل لبنات البناء‬ ‫‪ ‬المنتج النهائي يحوي أجزاء " منتجات وسطية " ناتجة عن تفاعالت لم تنجز كاملة في مراحل مختلفة و بالتالي تتطلب خطوات‬ ‫تنقية إضافية‬ ‫العديد من هذه المساوئ تم تجاوزها أو تخفيف أثرها عند إجراء االصطناعات في أوساط سائلة كمثال على ذلك ‪ :‬إن إجراء التفاعالت في وسط‬ ‫سائل ال يتطلب وجود مجموعات وظيفية كما يحدث في األوساط الصلبة ‪ ،‬كالهما ‪ :‬الرصافة و االصطناع الخطي يمكن القيام بهما ‪.‬‬ ‫التفاعالت العضوية التقليدية غير المع ّدلة يمكن استعمالها و لكن االصطناع متعدد الخطوات سيتطلب تفاعالت خاصة ‪.‬على كل حال ‪،‬‬ ‫التفاعالت في وسط سائل ال تتطلب خطوات اصطناع إضافية لربط أحجار البناء و إزالتها كما يحدث في الوسط الصلب ‪.‬و إنه من غير‬ ‫المحتمل أن يحتوي الناتج على مكونات وسطية ‪ ،‬و لكن مع ذلك فإن تفاعالت التنقية ما تزال مطلوبة في كل مرحلة من االصطناع ‪.‬‬ ‫إن مساوئ الطور السائل في الكيمياء التوافقية معطاة في الجدول السابق‬ ‫إن تنقية الطور السائل يمكن ا ستعمالها النتاج مكتبات تتضمن مركبات مفردة أو أمزجة وإن إنتاجها يتم عادة باستعمال االصطناع المشابه "‪.‬‬ ‫إن المشكلة الرئيسية في اصطناعها هو صعوبة حذف الشوائب غير المرغوبة في كل مرحلة من االصطناع ‪.‬و بالتالي ‪ :‬هناك العديد من‬ ‫االستراتيجيات المستعملة لتحضير مكتبات باستعمال األوساط السائلة التي يتم القيام بتنقيتها ‪,.‬إن هذه المشكلة و مشكالت عملية أخرى تم الحد‬ ‫منها في األوساط السائلة ‪.‬‬ ‫االصطناع الموازي في الوسط السائل ‪Parallel synthesis in solution:‬‬ ‫‪‬‬ ‫في االصطناع التوافقي في الوسط السائل يتم استعمال االصطناع الموازي لتحضير مكتبات من مركبات مفردة‪.‬‬ ‫يتم إجراء التفاعالت عادة باستعمال أمواج المكرويف و أطباق تحوي ‪ 96‬حفرة ‪.‬وهذه العملية تكون عادة سهلة نسبيا ً و مؤلفة من خطوة أو‬ ‫خطوتين ‪.‬كمثال على ذلك ‪ ،‬في عام ‪ ، 3996‬أنجز العالم " بايلي " مكتبة مؤلفة من ‪ -5 51‬أمينو تيازول بواسطة وسائل اصطناع "‬ ‫هانتزش"‪.‬لقد استعمل شبكة ‪ 4×2‬من الزجاج ‪ ،‬خمسة من التيزيوريا البديلة المختلفة ‪ ،‬واحدة لكل صف تمت معالجتها مع أربعة من ألفا –‬ ‫بروموكيتون مختلفة و ك ّل واحدة منها تم إضافتها إلى صف مختلف ‪.‬بعد التفاعل يتم عزل النواتج باستعمال ‪ MS‬و ‪. NMR‬واحد من‬ ‫األمزجة الناتجة بواسطة هذه الطريقة هو الفانيتيزول" مضاد االلتهاب‬ ‫‪12‬‬  ‫(شكل)‪ : a :‬اصطناع هانتزش ‪ : b‬تفاعل الشبكة ‪ :C‬الفانيتيزول‬ ‫تحضير مكتبات من األمزجة ‪The formation of libraries of mixtures :‬‬ ‫‪‬‬ ‫مكتبات األمزجة يتم تحضيرها من خالل تفاعل كل مكون م ن مجموعة متشابهة من األمزجة مع مزيج مشابه من كل المكونات لمجموعة‬ ‫أخرى من األمزجة ‪.‬نفترض كمثال مكتبة توافقية من األميدات تم تشكيلها من خالل تفاعل مجموعة من خمس حموض كلورية ( ‪) A5 – A1‬‬ ‫‪. "B10‬كل من هذه الحموض الكلورية الخمسة يتم تفاعله بشكل منفصل مع مزيج متساوي الجزيئات من جميع‬ ‫–‬ ‫مع عشرة أمينات " ‪B1‬‬ ‫األمينات العشرة و كل من هذه األمينات يتفاعل مع مزيج متساوي من جميع الحموض الكلورية ‪.‬شكل () ‪.‬هذا ما ينتج عنه اثنتين من تحت –‬ ‫المكتبات ‪ ،‬واحدة منها مؤلفة من مجموعة من خمس أمزجة مرتكزة على هاليدات حمضية منفصلة و األخرى تتألف من عشرة أمزجة مرتكزة‬ ‫على أمينات مفردة ‪.‬هذا يعني بأن كل مركب في المكتبة الرئيسية يتم تحضيره مرتين اثنتين ‪ ،‬إحداهما من مجموعة الحمض الكلوري و‬ ‫األخرى من مجموعة األمين ‪.‬لذلك ‪ ،‬فإن تقدير المزيج األكثر نشاطا ً من مجموعة الهاليد الكلوري سوف يحدد جزء األسيل من األميد األكثر‬ ‫نشاطا ً ‪ ,‬وبشكل مشابه بالنسبة لمجموعة األمين فهي ستحدد ثمالة األميد ‪.‬المكتبات التي يتم تحضيرها وفق هذه الطريقة هي غالبا ً تسمى ‪:‬‬ ‫المكتبات المفهرسة ‪ ،‬والتي يتم تقسيمها إلى نوعين ‪.‬وهذه الطريقة تعطي نجاحا ً أكبر إذا استعملت لتحضير مكتبات صغيرة ‪.‬هذه الطريقة من‬ ‫تحديد بنية المكونات الفعالة للمكتبات التوافقية تفترض أن المكونات غير الفعالة في المزيج لن تتداخل مع المكونات الفعالة في المعايرة الحيوية‬ ‫المستعملة لتحديد الفاعلية ‪.‬حيث أن المكونات الفعالة هي التي تعطي نتيجة إيجابية لدى المعايرة ‪ ،.‬على كل حال ‪ :‬ليس من الممكن تحديد‬ ‫البنية إذا أعطى واحد من المكونات نتيجة سلبية ‪.‬عالوة على ذلك ‪،‬تظهر تعقيدات أكبر إذا كان أكثر من واحد من المكونات فعاالً ‪.‬في هذه‬ ‫الحالة فإن جميع البنى الفعالة يجب أن يتم اختبارها بشكل منفصل ‪ ،‬على كل حال ‪ :‬وبشكل عام ‪ :‬تم إيجاد أن نشاط مزيج هو أعلى من نشاط‬ ‫المكونات فيما إذا تم عزلها عن المزيج ‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫( شكل )‪ :‬شكل تمثيلي لتعريف المركبات في وسط سائل‬ ‫مكتبات متشكلة باستعمال بولي ايتيلين غليكول أحادي الميتيل ‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫(‪Libraries formed using monomethyl polyethylene glycol (OMe-PEG‬‬ ‫البولي ايتلين غليكول هي بوليميرات تحتوي مجموعة الهيدروكسي عند كل نهاية من السلسلة شكل) هذه البوليميرات تنحل في الماء و المحالت‬ ‫العضوية ‪.‬إن درجة انحالليته تعتمد على طول سلسلة البوليمير ‪.‬االصطناع التوافقي في الوسط السائل يتم باستعمال بولي ايتيلين غليكول‬ ‫أحادي المتيل ‪ "OME – PEG – OH ".‬والذي يميل للترسب في دي إيتيل ايتر ‪.‬‬ ‫والناتج يتم ترسيبه بإضافة دي ايتيل‬ ‫إن االصطناع يبدأ بتفاعل المجموعة الحمضية لـ لبنة بناء مع مجموعة هيدروكسي لـ "‪"OME-PEG‬‬ ‫إيتير ‪ ،‬وزياد الكاشف و الشوائب األخرى يتم غسلها " ‪.‬والمنتج الصلب يجري إعادة حله في المحل ‪ ،‬والمرحلة الثانية من االصطناع يتم‬ ‫إجراؤها باستعمال تفاعل مشابه و الغسل أيضا ً ‪.‬في نهاية االصطناع ‪ ،‬فإن المنتج يتم عزله عن الـ ‪ ، OME-PEG‬و تنقيته و معايرته ‪.‬في‬ ‫بعض الحاالت ‪ ،‬يتم معايرة المنتج قبل فصله عن الـ ‪. OME-PEG‬وهذا يمكن أن يتم إما بواسطة االصطناع المشابه و نظرية المزج ‪ ،‬أو‬ ‫يمكن إجراءه عندما يكون المنتج في المحلول ‪.‬‬ ‫المكتبات الناتجة باستعمال الديندريمير كوسط سائل‬ ‫‪‬‬ ‫‪Libraries produced using dendrimers as soluble supports‬‬ ‫الديندريمير هو فرع من األوليغومير " بوليميرات صغيرة " والتي تم استعمالها كوسط سائل ‪.‬إن االصطناع يدور حول مجموعة وظيفية بدئية‬ ‫تمت موضعتها في نهاية كل فرع ‪.‬االصطناع المعياري و تفاعالته و إجراءات التنقية تعتمد على الحجم ‪.‬كما في الترشيح ‪ ،‬المنتج النهائي يتم‬ ‫عزله عن الديندريمرو تنقيته ‪.‬يتم تحديد بنيته عن طريق وسائل التحليل اآللي ‪.‬من المحاسن الهامة لهذه التنقية أنها عادة تعطي مردود عالي ‪.‬‬ ‫المكتبات المنتجة باستعمال كواشف الفلوروكربون ‪Libraries formed using fluorocarbon reagents‬‬ ‫‪‬‬ ‫إن المركبات العضوية متعددة الفلور ال تنحل في الماء وال في المحالت العضوية و لكنها تنحل في بيرفلورو األلكانات ‪.‬المركبات متعددة‬ ‫الفلور تستعمل في انتاج مكتبات توافقية لها بنيات من سالسل طويلة من ‪ CF2‬المتصلة بواسطةسالسل قصيرة من الهيدروكربون مع سيليكون‬ ‫أو ذرة صغيرة ‪.‬شكل‪.‬إن المكتبة يتم تحضيرها بواسطة تفاعل أحجار البناء مع كواشف فلورية ‪.‬إن ناتج هذا التفاعل يتم فصله عن المزيج‬ ‫‪14‬‬ ‫باستخالصه بمحل من بيرفلور و ألكان والذي هو بدوره غير غسول بالماء أو المحالت العضوية المستعملة في التفاعل ‪.‬هذه العملية من التنقية‬ ‫بواسطة االستخالص يتم تحضيرها في كل مرحلة من االصطناع ‪.‬على أي حال ‪ ،‬في نهاية االصطناع فإن المنتج يتم فصله عن فلور الكربون‬ ‫لتنقيته بواسطة استخالصه بمحل عضوي مناسب ‪.‬في عام ‪ 3992‬أنتج العالم " ستودر" مكتبة صغيرة من اإليزوإكسازول باستعمال هذه التقنية‬ ‫‪.‬‬ ‫المكتبات المحضرة باستعمال عوامل رابطة للراتين منظفة " مكنسة " ‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪Libraries produced using resin-bound scavenging agents‬‬ ‫هذا الفرع يعتمد على حذف الكواشف الزائدة و المنتجات الثانوية بواسطة استعمال عوامل " مكنسة " أو ممخلبة‬ ‫هذه المركبات الصلبة أيضا ً تشير إلى الممخلبات التي تمت إعادة تنشيطها و العوامل التي تم تدعيمها بالبوليميرات ‪.‬إنها تتألف من قطع الراتين‬ ‫والتي هي دوما ً متصلة إلى ثمالة مناسبة بواسطة مجموعة عضوية وظيفية والتي سوف تتفاعل مع المادة ‪.‬أو مع منتج ثانوي ‪.‬هذا التفاعل ينتج‬ ‫عنه تشكيل معقد صلب ‪.‬يتضمن زيادة الكاشف و المنتج الثانوي والتي يمكن إزالتها من التفاعل بواسطة الترشيح عبر راتين مناسب‬ ‫‪15‬‬ ‫العوامل المنظفة " المكنسة " يتم استعمالها بعد تفاعل إلزالة الكواشف الزائدة ‪.‬المنتجات الثانوية لبعض تفاعالت هذه العوامل المنظفة مثل "‬ ‫راتين سلفونات الكالسيوم " تستعمل إلزالة الزيادة من تترابوتيل أمونيوم فلوريد (‪ )TBAF‬من عدد من التفاعالت ‪.‬وهي أيضا ً صلبة و تتم‬ ‫إزالتها بواسطة الترشيح ‪.‬إن هذه المنظفات وقد تستعمل أيضا ً كمزائج عندما يتطلب األمر إزالة عدة مواد معا ً ‪.‬وذلك ألن المجموعات‬ ‫الوظيفية لهذه المواد المنظفة تكون معزولة تماما ً من الراتين ‪ ،‬وإن تفاعلها مع الراتين أمر غير محبب ‪.‬إن المنظفات الرابطة للراتين المستعملة‬ ‫إلزالة المنتجات الثانوية تعمل بنفس اآللية التي تعمل بها إلزالة الكواشف الزائدة ‪ ،‬عدا أنها تستعمل خالل التفاعل كمثال ‪ :‬الحموض‬ ‫الكاربوكسيلية تتم إزالتها بواسطة استعمال األمرليت ‪ -61‬األنيوني و ‪ -4‬نتروفينيل تم إزالته بواسطة استعمال التبادل الشاردي مع راتين‬ ‫هيدروكسيد األمونيوم الرباعي ‪.‬‬ ‫‪16‬‬  ‫المكتبات المحضرة باستعمال كواشف رابطة للراتين ‪Libraries produced using resin-bound reagents‬‬ ‫‪‬‬ ‫الكواشف الرابطة للراتين تستعمل إلزالة المنتجات الثانوية ‪ ،‬إنها تقوم بمخلبة المنتجات الثانوية و ربطها ‪ ،‬وهي ال تدخل في التفاعل األساسي ‪.‬‬ ‫هذه المنتجات الممخلبة للكواشف الزائدة يتم إزالتها في نهاية االصطناع بواسطة الترشيح ‪.‬كمثال على ذلك ‪ :‬أساس رابط للبوليمير تم استعماله‬ ‫لتحضير إيتيرات عطرية‪:‬‬ ‫التقاط الراتين من النواتج ‪Resin capture of products:‬‬ ‫‪‬‬ ‫في هذه التقنية فإن الراتين يملك مجموعة وظيفية يمكنها مخلبة المنتج ‪.‬في نهاية التفاعل فإن النتج يتم التقاطه على راتين و المنتجات الثانوية‬ ‫يتم غسلها بواسطة محالت مناسبة ‪.‬إن المنتج يتم تحريره من الراتين حله في محل مناسب و ثم إزالة الراتين بالترشيح ‪.‬كمثال على ذلك ‪:‬‬ ‫بالكبرن ‪ :‬أنتج هذا العالم مكتبة من ‪ -1‬أمينوإيميدازو ]‪ [1-2-A‬بيريدينات و بيرازينات باستعمال االصطناع المشابه و هذه التقنية ‪.‬لقد استعمل‬ ‫راتين خاص اللتقاط المنتجات ‪.‬‬ ‫إعادة التبسيط ‪Deconvolution:‬‬ ‫‪‬‬ ‫إن نجاح الحصول على المكتبة يعتمد ليس فقط على احتوائها على المكونات الصحيحة ولكن أيضا ً على فعالية إجراءات التحري لمعايرة‬ ‫مكونات تلك المكتبة ‪.‬ومن المشاكل الكبيرة المتعلقة بالمكتبات الخاصة باألمزجة هي الكمية الكبيرة من العمل المطلوب لتحري هذه الكمتبات‬ ‫إن فك التعقيدات هو منهج يرتكز على عمليات ‪ :‬اإلزالة ‪ ،‬تقليل عدد اختبارات التحري المطلوبة لتحديد العنصر األكثر فعالية من عناصر‬ ‫المكتبة من بين مزيج المكونات ‪.‬إنها ترتكز على إنتاج معايرة عضوية على مزيج جميع عناصر المكتبة األخرى ‪.‬وإذا كانت فعالية المكتبة‬ ‫األخرى مساوية لفاعلية المكتبة األولى فإن فعالية ذلك العنصر المفقودة تكون معدومة ‪.‬وإن تكرار هذه العملية سينتج عنه مكتبة غير فعالة و‬ ‫ذلك يشير إلى أن األحجارالمفقودة هي جزء من المكونات الفعالة ‪.‬يتم القيام بذلك عند كل خطوة من االصطناع ‪.‬فرضيا ً ‪ ،‬كمثال ‪:‬أحد‬ ‫المكتبات تحتوي ثالثي ببتيد مؤلف من مزيج من ‪ 3111‬مكوّن ‪ ،‬هذه المكتبة تم تحضيرها انطالقا ً من ‪ 31‬حموض أمينية ‪ ،‬و في كل خطوة‬ ‫من االصطناع تم إضافة ‪ 31‬حموض إليها " شكل ‪. "55 -2‬إن تشكيل مكتبة أخرى بمنع الحمض األميني ‪ A1‬و بتفاعل الحموض التسعة‬ ‫األخرى سينتج عنه ‪ 911‬مكوّن ‪.‬هذه المكونات لن تحتوي على ثمالة الحمض األميني ‪ A1‬في ثالثيات الببتيد ‪ ،‬فإذا كانت المكتبة الناتجة غير‬ ‫فعالة فإن ‪ A1‬هو المكون الفعال في ثالثيات الببتيد ‪.‬على كل حال ‪ :‬إذا كانت المكتبة األخرى فعالة فإنه يتم إعادة العملية باستعمال ‪ A1‬ولكن‬ ‫بحجب حمض آخر ‪.‬وفي أسوء الحاالت فإنه يتم إعادة العملية ‪ 31‬مرات لمعرفة المكونات الفعالة ‪.‬‬ ‫‪17‬‬ ‫وإن تكرار هذه العملية في الخطوة الثانية سيسمح لنا بمعرفة الحمض األميني الثاني الفعال في الببتيد و تكرارها مرة ث ثالثة يخبرنا عن‬ ‫الحمض الثالث ‪.‬‬ ‫ولكي يكون فعاالً فإن فك التعقيدات يتطلب من االصطناع والمعايرة أن يكونا سريعين ‪ ،‬وهذا يكون أكثر تعقيداً إذا وجد أكثر من مكون واحد‬ ‫فعال في المكتبة ‪.‬في هذه الحالة فإنه من الضروري تحضير و اختبار كل المكونات لتحديد المكونات الفعالة في المكتبة‪.‬‬ ‫فحص الطاقة اإلنتاجية العالي ‪High-throughput screening HTS: HTS:‬‬ ‫‪‬‬ ‫وهو اسم تم إطالقه على التحري البدئي نصف المؤتمت لعدد كبيرة من المركبات – المزائج أو الخالصات للمكونات الفعالة ‪.‬وهذه العملية تعتمد‬ ‫على استعمال المقايسة العضوية الدقيقة والتي تكون سريعة و تتطلب كميات صغيرة من الكواشف و المكونات ‪.‬هذه المقايسات يتم إجراؤها‬ ‫على (‪ )96‬أو أكثر من األطباق باستعمال أدوات خاصة " شكل ‪. "54 -2‬وهي ترتكز على اختبار المكون الذي يتفاعل مع الهدف ‪.‬كاألنزيم‬ ‫مثالً ‪ ،‬المستقبل على غشاء الخلية ‪ ،‬الهرمونات ‪ DNA ،‬والمستقبالت النووية والذي يعتمد بدوره على المرض و تحرّيه ‪.‬على هذا األساس ‪،‬‬ ‫قد يكون من الضروري معرفة ‪ ،‬تنقية و عزل هذا الهدف قبل أن يتم تحري المكتبة ‪.‬عالوة على ذلك ‪ ،‬فإن المقايسات غالبا ً يتم تصميمها‬ ‫للتحري و لذلك يجب أن تكون مضبوطة ‪.‬هذه التقصيات البدئية ستكون مكلفة للمال و الوقت ‪.‬‬ ‫إن مضمون هذه األهداف البيولوجية في المعايرات تعني أن هذه المقايسات يتم إجراؤها في وسط سائل ‪.‬على هذا األساس فإن المقايسة ستكون‬ ‫فعالة فقط إذا كان هناك كمية معتبرة من المادة قابلة لالنحالل في الماء ‪.‬لذلك ‪ ،‬فإن أغلب المقايسات يتم إجراؤها في الوسط السائل بعد إضافة‬ ‫دي ميتيل سلفوكسيد "‪ "DMSO‬لتحسين انحاللية المركبات في الوسط المائي ‪.‬‬ ‫إن تكلفة الكواشف الخاصة المستعملة لتحري المكتبات الكبيرة كبيرة ‪.‬لذلك فإن العديد من الشركات والباحثين قللوا التكلفة عن طريق تحري‬ ‫العديد من المكتبات كمزائج للمكونات ‪.‬على كل حال فإن ذلك يمكن أن يقود إلى نتائج خاطئة ‪.‬كمثال على ذلك ‪ :‬النتائج اإليجابية الكاذبة قد‬ ‫تحصل عند ما يكون المزيج المفحوص يحتوي على عدد كبيرة من المركبات المفردة ذات الفعالية الضعيفة ‪.‬كنتيجة لذلك فإن المزيج يعطي‬ ‫بكامله استجابة ‪.‬هذه النتيجة سوف تكون خاطئة من قبل المحلل إذا كان المزيج يحتوي على مكونات فعالة جداً ‪.‬إن النتيجة السلبية الخاطئة قد‬ ‫تحدث إذ ا ارتبط أحد العناصر غير الفعالة من المزيج إلى الهدف ‪ ،‬هذا ما يمنع المكونات الفعالة من االرتباط إلى الهدف و إعطاء استجابة جيدة‬ ‫للمقايسة ‪.‬إن تركيز المركب المفحوص المستعمل في المعايرة قد يعطي زيادة في النتائج الخاطئة االيجابية و السلبية ‪.‬حيث أن استعمال تركيز‬ ‫مرتفع جداً من المركب المفحوص قد يعطي نتيجة إيجابية خاطئة ألن التركيز العالي ينتج عنه روابط غير انتقائية للهدف ‪.‬وبشكل معاكس فإن‬ ‫استعمال تركيز منخفض جداً قد يعطي نتيجة سلبية خاطئة حيث ال يوجد كمية كافية من المركب لالرتباط مع الهدف ‪ ،‬وهناك أنواع أخرى من‬ ‫الخطأ قد تحدث باستعمال أنواع محددة من المعايرات الدقيقة‪.‬‬ ‫‪18‬‬ ‫إن المعايرات الدقيقة المستعملة في ‪ HTS‬قد تصنّف إما كمعايرات كيميائية حيوية أو كمعايرات معتمدة على الخلية ‪.‬إن المعايرات الكيميائية‬ ‫الحيوية هي التي تعتمد على التفاعل بين المركب المفحوص و مواد كيميائي ة معزولة من الخلية كاالنزيمات و الهرمونات و المستقبالت ‪ ،‬بينما‬ ‫المعايرات المعتمدة على الخلية تعتمد على استعمال الخلية كاملة ‪.‬على كل حال فإن ‪ HTS‬تستعمل كتح ّري أولي للمركبات الفعالة ‪.‬إن أي‬ ‫مكون فعال يظهر بعد التحري يجب أن يخضع الختبارات شديدة اللهجة قبل أن يسمح باستعمالة سريريا ً‪!!...‬‬ ‫المعايرات البيوكيميائية ‪Biochemical assays :‬‬ ‫‪‬‬ ‫المعايرات اليوكيميائية هي عادة تعتمد على الربط مع المستقبل أو منع تحفيز التفاعل األنزيمي باستعمال هدف تم معرفة أنه ذو عالقة بالمرض‬ ‫‪.‬هذا الهدف عادة ما يعزل من الخلية ‪.‬إن ربط المركب المفحوض إلى الهدف يتم قياسه بواسطة استعمال النظائرة المشعة أو باستعمال طرق‬ ‫التحليل التقليدية كمقياس الطيف الضوئي ‪.‬انظر فصل (‪ )3-5-6‬باستعمال مجموعة متنوعة من البروتوكوالت ‪ ،‬كما في قياس الكلورة في‬ ‫المعايرة بالومضان (‪ )SPA‬إن الـ (‪ )SPA‬تستعمل قطع راتين والتي تم تعديل سطحها ليصبح مالئما ً لربط مجموعة متنوعة من المواد ‪.‬إن‬ ‫هذه القطع أيضا َ تحتوي على مادة متألقة تتفلور فقط عندما يتم تعريضها إلى أشعة تمتد على حوالي ‪ 51‬مكرون على سطح القطع ‪،‬إن المواد‬ ‫المشعة المستعملة في معايرات ‪ SPA‬تشع طاقة ضعيفة تنتشر بشكل محدود في الوسط السائل "‬ ‫إن العديد من المعايرات المعتمدة على األنزيمات للـ ‪ SPA‬يتم إجراؤها باستعمال واسمات مشعة افترض ‪ ،‬على سبيل المثال ‪ ،‬معايرة حاجبة‬ ‫لألنزيم ‪ ،‬ترتكز على استعمال ركازة ‪ A-B‬لألنزيم حيث أن ‪ B‬هي الجزء من الركازة الذي يحوي النظير المشع و ‪ A‬يحتوي ما يدعى ‪:‬‬ ‫المجموعة الالقطة ‪ ،‬التي تحتوي بدورها على بنى ترتبط بها إلى قطع الـ ‪. SPA‬إن ‪ B‬ال تحتوي على مجموعة القطة ‪ ،‬إن معاملة الركازة‬ ‫‪ B-A‬مع األنزيم و أي كوأنزيم ضروري في غياب الحاجب األنزيمي سينتج عنه انشقاق الركازة ‪ ، A-B‬عندما يتم إضافة قطع الــ ‪ spa‬لن يتم‬ ‫مالحظة أي فلورة طالما الـ ‪ A‬غير المشعة هي التي ترتبط إلى القطع ‪.‬إن الـ ‪ B‬المشعة تبقى في المحلول بعيدة جداً عن القطع " شكل ‪-51-2‬‬ ‫‪ "A‬على كل حال ‪ ،‬عندما يوجد المركب المفحوص بكمية كافية فإن االنفصال يعتمد على قوة المنع الناتجة عن وجود المركب المفحوص ‪.‬‬ ‫لذلك ‪ ،‬عندما يتم إضافة قطع الـ ‪ SPA‬فإن الكيزة ‪ A-B‬المشعة غير المتفاعلة و الركيزة ‪ A‬غير المشعة ترتبطان إلى القطع ‪ ،‬إن التألق الناتج‬ ‫‪ A-B‬غير المتفاعلة يكون كافيا ً للفلورة ‪.‬‬ ‫‪19‬‬ ‫على كل حال ‪ ،B،‬القسم المشع يبقى في المحلول بعيداً جداً عن القطع ليحدث الفلورة ‪ ،‬لذلك ‪ ،‬فإن شدة الفلورة تتناسب طرداً مع الكمية‬ ‫المرتبطة من ‪. A-B‬وبكلمات أخرى فإنها تعتمد على قوة منع األنزيم للركازة ‪ A-B‬بواسطة المركب المدروس ‪.‬هذا النوع من المعايرة مثالي‬ ‫للـ ‪ HTS‬بما أنه سهل األتمتة و يتطلب عدداً قليالً من الخطوا التي يتم مراقبتها بواسطة استعمال عداد مناسب للومضان مثل الميكروبيتا الذي‬ ‫صنعه "والك " و التوب كاونت الذي صنعه " باكارد " إن جميع الطرق التي تم استعمالها في المعايرة الحيوية تعتمد في نجاحها على إنتاج‬ ‫تأثير قابل للقياس ‪.‬و إن مجاالً كبيراً من التقنيات تم استعمالها لقياس هذه التأثيرات ‪ ،‬متضمنة الفلورة كمثال عنها و مقياس االمتصاص و‬ ‫اإلصدار ‪.‬إن جميع معايرات ‪ HTS‬الحيوية تعاني من سيئة أنه يتم إنجازها على وسط من خاليا غير كاملة ‪ ،‬لذلك فإن المركبات التي تقدم‬ ‫درجات جيدة من الفعالية في هذه األوساط قد ال تعطي نفس النتيجة في الخاليا الحية في الشروط الفيزيولوجية‪.‬إن هذا النقص في الفعالية قد‬ ‫ينتج عن أسباب عديدة منها أن المكب قيد يتم استقالبه قبل ارتباطه مع الهدف أو أن المركب قد ال يكون قادراً على عبور غشاء الخلية‬ ‫معايرات تعتمد على الخلية كاملة ‪Whole cell assays :‬‬ ‫‪‬‬ ‫هذه المعايرات مفضلة عندما تكون طبيعة المرض غير محددة بشكل جيد ‪ ،‬و إنها تملك أيضا ً عدداً من الميزات كمثال على ذلك ‪ :‬يمكن إجراء‬ ‫هذه االختبارات عندما يكون ممكنا ً أن يؤثر المركب المفحوص على أكثر من موقع ‪ ،‬ويتم إجراء االختبار تحت شروط مشابهة قدر اإلمكان‬ ‫فيما لو تم استعمال هذا المركب على مريض ‪ ,‬لذلك ‪ ،‬فإن المركبات المفحوصة التي تكون إما كارهة للماء ‪ :‬وترتبط نتيجة لذلك بقوة ألبومين‬ ‫المصل أن أنها محبة للماء وبالتالي لن تعبر غشاء الخلية و بالتالي لن تكون فعالة ‪.‬لذلك فإنه من السهل نسبيا ً لتحديد هذه المركبات و حذفها‬ ‫أثناء التقصي ‪.‬عالوة على ذلك فإن المركب ات السامة يمكن تحديدها بدقة بسبب تأثيرها على الخاليا المستعملة في االختبار ‪،‬هذه الميزات تعني‬ ‫أن العديد من المركبات يفضل اختبارها بهذه الطريقة و يوجد عدة أنواع من المعايرات المعتمدة على الخلية كاملة ‪ ،‬جدول التالي‬ ‫مالحظات‬ ‫نوع المعايرة‬ ‫يتم إ دراج المركب ضمن مورثة حيث ينتج بعد ذلك مركب غير موجود في الخلية بالحالة العادية‬ ‫تعتمد على الجين‬ ‫حيث يمكن قياسه كميا ً و إن غيابه أو وجوده يؤثر في الفعالية‬ ‫إن التغيير في سرعة تكاثر الخلية قد تستعمل كمقياس لـنشاطات المركب المفحوصة‬ ‫معتمدة على تكاثر الخلية‬ ‫تستعمل لتحديد مستقبالت بروتين ‪ G‬جديدة ‪ ،‬الميالنوفورز هي خاليا تخضع لتغير لوني عندما‬ ‫معتمدة على األصبغة و تبديل‬ ‫يتغير تركيز ‪ CAMP‬داخل الخاليا ‪ ،‬ففي تراكيز منخفضة منه تتألق الخاليا ولكن في تراكيز‬ ‫المواقع‬ ‫مرتفعة منه داخل الخلية فإنها تبدو عاتمة ‪ ,‬إن الميالنوفورز التي تفاعلت مع المستقبالت البشرية‬ ‫يتم تعريضها إلى المركب المفحوص لوقت محدد "‪ "61-11‬د ‪.‬إن االمتصاص عند ‪ 651‬ىنانو‬ ‫هو مقياس لدرجة نشاط المركب المفحوص‬ ‫الهيتات ‪ HITS‬و مستويتاتها‪Hits and hit rates‬‬ ‫‪‬‬ ‫يحدث الهيت عندما يكون المركب المفحوص قيمة نشاط أكبر من القيمة الصغرى المعروفة بواسطة المعايرة ‪ ،‬كمثال ‪ :‬في معايرات حجب‬ ‫األنزيم قد تحدث الهيت عندما يثبط نشاط األنزيم بواسطة قيمة متفق عليها سابقا ً هي ‪ %21‬إنه من الضروري أن تعرف الحدود للهيت قبل‬ ‫اختبارها في المعايرة و ذلك ألن مستويات الهيت تستعمل لقياس مضبوطية المعايرة‬ ‫إن مستويات الهيت المكتشفة بالمعايرة يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من العدد الكلّي للعينات التي تم فحصها ‪ ،‬إن المعايرات ذات القيم حوالي‬ ‫‪ %0.1 – 1‬تكون بشكل طبيعي معتبرة كقيم دنيا مقبولة ‪،‬‬ ‫إن القيم األعلى قد تحدث لعدد من األسباب ‪ :‬مثالً ‪ :‬سلسلة من المركبات ذات البنية المتشابهة و التي تعطي تأثيرات المتشابهة يتم اختبارها ‪ ،‬إن‬ ‫المعايرة ال تكون محددة بشكل كافي أو أن حدود الهيت ليست محددة بدقة ‪.‬على كل حال فإن مستويات الهيت المرتفعة قد تستعمل عند تطوير‬ ‫المعايرة‬ ‫إن قيم الهيت غير الدقيقة قد تحصل بسبب اإليجابية الكاذبة أو السلبية ‪.‬في المكتبات ذات المركب المفد قد تحصل النتائج اإليجابية الكاذبة بسبب‬ ‫مركبات غير فعالة تعطي نتيجة إيجابية نتيجة تفاعل غير مناسبة مع المادة البيولوجية و الكواشف الكيميائية المستعملة في المعايرة ‪.‬و بشكل‬ ‫‪21‬‬ ‫بديل فإنها قد تحدث بسبب عبور المركب الختبارات الفحص التمهيدية و لكنه ال يكون فعاالً بشكل كاف إلنجاز المزيد من االختبارات الالحقة ‪.‬‬ ‫و بشكل معاكس فإن الهيتات السلبية قد تحدث بسبب مركبات تكون فعالة لكنها ال تظهر عند المعاير ‪.‬إن تحري مكتبات األمزجة قد ينتج عنه‬ ‫أيضا ً نتائج إيجابية و سلبية " انظر الشكل ‪"6-2‬‬ ‫الطرق المؤتمتة لتوليد المكتبات و تحليلها‪Automatic methods of library generation and analysis :‬‬ ‫‪‬‬ ‫إن الطرق التقليدية لالصطناع العضوي و المعايرة تستهلك الكثير من الوقت و العمل ‪ ،‬إن الـ ‪ HST‬و الكيمياء التوافقية قادتا إلى استعمال‬ ‫متزايد للطرق المؤتمتة مع عد هائل من الشركات التي تصنّع أدوات و أجهزة مؤتمتة للتصنيع و التحليل وذلك بجودو عالية ‪ ،‬وبذلك يتم‬ ‫االصطناع عبر عدة خطوات يقوم بها الكمبيوتر المتصل هو نفسه بأوعية التفاعل و هذا ما يسمى " محطة التصنيع الذاتي " تقوم بها ذراع آلية‬ ‫متصلة بالكمبيوتر حيث تنجز هذه الذر اع عمليات إضافة المواد و الكواشف و المحالت و التقطير و الغسل و التسخين و الترشيح ‪....‬الخ‬ ‫‪21‬‬