نشاء علم

نشاء علم

از شیمی شبکه‌ای تا پزشکی نوین: روایت نوبل شیمی ۲۰۲۵

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان
1 مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران
2 بخش شیمی معدنی، دانشکده ی شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
چکیده
جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ به پیشگامان شیمی شبکه‌ای عمر یاغی، ریچارد رابسون و سوسومو کیتاگاوا ، برای معرفی و توسعه چارچوب‌های فلز-آلی Metal Organic Framework (MOF)، اعطا شد. پژوهش نظری ریچارد رابسون در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ کاملاً نوآورانه و رو به جلو و ورای زمان خود بود. او را می توان دانشمندی در شیمی دانست که به صورت ریاضی و هندسی، مفهوم ساخت شبکه‌های نامحدود کوئوردیناسیونی از واحدهای ساختمانی مولکولی را فرموله و اقدام به انتشار آن کرد. یاغی و کیتاگاوا، به طور مستقل و همزمان، با انگیزه‌های کاربردی مانند ذخیره گاز و مدل های جداسازی و با تکیه بر روش‌های سنتز جدید، به سمت ساخت و توسعه چنین شبکه‌هایی حرکت کردند. آن‌ها مستقیماً از نظریه رابسون الهام نگرفتند، اما در بستر فکری گسترده‌تری کار می‌کردند که رابسون یکی از معماران آن بود. حوزه‌ای که در دو دهه‌ گذشته تحول بنیادینی در طراحی و مهندسی ساختارهای مولکولی ایجاد کرده است. شیمی شبکه‌ای را می توان به معنای طراحی و ساخت چارچوب‌هایی با ویژگی تخلخل دانست که با استفاده از پیوندهای درون و برون مولکولی قابل پیش‌بینی است. همچنین این ساختارها می‌توانند به‌صورت خاص برای اهداف متنوع ساخته شوند. علاوه بر MOFها، چارچوب‌های آلی کوالانسی Covalent Organic Framework (COF) ازجمله ساختارهای مورد توجه می‌باشند. این ترکیبات به دلیل دارا بودن حجم منافذ و مساحت سطح بسیار بالا، پایداری شیمیایی و قابلیت عملکردی، تنوع در طراحی و شیمی غنی میزبان-میهمان فرصت‌های بی‌سابقه‌ای در پزشکی نوین، صنعت و محیط زیست ایجاد کرده‌اند. در این مقاله، با تکیه بر دستاوردهای نوبل ۲۰۲۵، تاریخچه، مبانی شیمی شبکه‌ای و کاربردهای زیست‌پزشکی آن مانند دارورسانی هدفمند، حسگرهای زیستی، تصویربرداری و مهندسی بافت بررسی شده است. همچنین چالش‌های انتقال این فناوری از آزمایشگاه به بالین تحلیل شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

From Reticular Chemistry to Modern Medicine: The Story of the 2025 Nobel Prize in Chemistry

نویسندگان English

Mohammad Edrisi 1
Hossein Daneshgar 2
1 Institute of Biochemistry and Biophysics (IBB), University of Tehran
2 Department of Inorganic Chemistry, School of Chemistry, Sharif University of Technology
چکیده English

The 2025 Nobel Prize in Chemistry was awarded to the pioneers of reticular chemistry, Omar Yaghi, Richard Robson, and Susumu Kitagawa, for the development of Metal-Organic Frameworks (MOFs). Richard Robson's theoretical work in the 1970s and 1980s was truly pioneering and ahead of its time. He was the first to mathematically and geometrically formulate and publish the concept of constructing infinite coordination networks from molecular building blocks. Yaghi and Kitagawa, independently and concurrently, moved toward constructing such networks driven by practical motivations, such as gas storage and separation, and relying on new synthesis techniques. They were not directly inspired by Robson's theory, but they worked within a broader intellectual framework of which he was one of the architects. This is a field that has brought about a fundamental transformation in the design and engineering of molecular structures over the past two decades. Reticular chemistry entails the design and construction of porous frameworks using predictable intra- and intermolecular bonds, which can be tailor-made for diverse purposes. In addition to MOFs, structures such as Covalent Organic Frameworks (COFs) are also of great interest. Due to their exceptionally high pore volume and surface area, chemical stability, functional tunability, design diversity, and rich host-guest chemistry, these compounds have created unprecedented opportunities in modern medicine, industry, and environmental science. This article, focusing on the achievements recognized by the 2025 Nobel Prize, examines the historical development of reticular chemistry, its chemical foundations, and its biomedical applications, including targeted drug delivery, biosensors, medical imaging, and tissue engineering. An analysis of the accomplishments and operational challenges in translating this technology from the laboratory to the clinic is also presented. Compiled with the aim of reviewing historical developments, the principles of reticular chemistry, and biomedical applications, this article outlines the scientific and practical journey of this molecular revolution.

کلیدواژه‌ها English

Reticular chemistry
Noble Prize in Chemistry
Metal Organic Framework
Biomedical Science

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 28 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش 29 اردیبهشت 1405