La microspettroscopia a infrarossi (IR) presso l'Australian Synchrotron ha fornito informazioni sull'orientamento molecolare all'interno della microstruttura di una particolare forma di paracetamolo (forma II), che ha contribuito a una migliore solubilità e compressibilità in acqua rispetto al prodotto più stabile utilizzato in commercio.

Solubilità in acqua, stabilità termica durante l'attività medica, mescolando, comportamento sotto compressione e struttura meccanica sono attributi chiave dei prodotti farmaceutici, come analgesici.

I ricercatori hanno notato che gli orientamenti molecolari e la struttura del dominio sono di fondamentale importanza per migliorare l'efficacia dei farmaci.

In un articolo pubblicato su Scienza delle superfici applicata , un gruppo di ricercatori guidati dal professor Junko Morikawa e dal dottor Reo Honda del Tokyo Institute of Technology, Swinburne University e il Melbourne Centre for Nanofabrication, in associazione con gli scienziati della linea di luce IR Dr. Mark Tobin e Dr. Pimm Vongsvivut, utilizzato la mappatura ottica per rivelare l'orientamento delle molecole nel paracetamolo.

A causa delle informazioni limitate sulle transizioni di fase in situ, i risultati dello studio sono rilevanti per i processi di produzione industriale di compresse e polveri medicali.

In un lavoro simile a un approccio precedentemente riportato da questo team nelle indagini sulle microfibre di seta, il gruppo ha utilizzato i dati di assorbanza per ottenere informazioni sull'orientamento, presenza di disordine e bordi di grano all'interno del materiale cristallino.

Le immagini polarizzate incrociate ottiche sovrapposte e le mappe vettoriali IR dell'orientamento delle bande spettrali di assorbanza forniscono dettagli utili.

"Se guardi la figura sopra, puoi vedere per ciascuna delle lunghezze d'onda di assorbanza visualizzate, si possono vedere due diversi domini in cui i marcatori neri che si trovano su ciascun pixel sono piuttosto corti in una regione che mostra un orientamento debole, e poi dove i marker sono molto più lunghi mostra l'alto grado di orientamento, " disse Tobin.

"Ti sta dicendo la direzione del dipolo molecolare assorbente che non è necessariamente la stessa dell'orientamento di una molecola lineare."

Usando il metodo dei quattro angoli che hanno sviluppato per la mappatura spettrale IR, il polarizzatore viene ruotato di quarantacinque gradi per ciascuna delle quattro immagini raccolte.

"L'impostazione della linea di luce è un po' più che una routine, " disse Vongsvivut. "Dovevamo assicurarci che l'allineamento del raggio di sincrotrone, che è naturalmente polarizzato, era tale che stavamo ancora ottenendo un buon rendimento per tutti e quattro gli orientamenti del polarizzatore."

Oltre all'assorbanza IR e alla mappatura spettrale di ritardo, il team ha analizzato le caratteristiche termiche dei polimorfi del paracetamolo utilizzando la calorimetria a scansione differenziale.

Al di là dello studio, l'interesse principale del team IR era dimostrare l'utilità della tecnica per mostrare i gradi di orientamento molecolare, che può essere applicato a biomateriali antibatterici, e la strutturazione laser interna di vetri trasparenti e dialettici.

"Stiamo anche esplorando l'applicazione di questa tecnica su materiali compositi, " disse Tobin.