सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान): Difference between revisions

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रसायन विज्ञान में, सब्सट्रेट शब्द अत्यधिक संदर्भ-निर्भर है।<ref>{{GoldBookRef|title=substrate|file=S06082}}</ref> मोटे तौर पर, यह या तो [[ रासायनिक प्रतिक्रिया ]] में देखी जा रही [[ रासायनिक प्रजाति ]]यों को संदर्भित कर सकता है, या ऐसी सतह पर जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं या माइक्रोस्कोपी की जाती है।


पूर्व अर्थ में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से एक [[ उत्पाद (रसायन विज्ञान) ]] उत्पन्न करने के लिए सब्सट्रेट में एक [[ अभिकर्मक ]] जोड़ा जाता है। शब्द का प्रयोग [[ रासायनिक संश्लेषण ]] और कार्बनिक रसायन विज्ञान में एक समान अर्थ में किया जाता है, जहां सब्सट्रेट ब्याज का रसायन है जिसे संशोधित किया जा रहा है। जैव रसायन में, एक 'एंजाइम सब्सट्रेट'<!--Enzyme substrate redirects here - bolded per MOS:BOLD--> वह पदार्थ है जिस पर एक [[ एंजाइम ]] कार्य करता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत का जिक्र करते समय, सब्सट्रेट वह अभिकर्मक होता है जिसकी एकाग्रता बदल जाती है।
 
 
'''रसायन विज्ञान में, कार्यद्रव्य''' शब्द अत्यधिक संदर्भ-निर्भर है।<ref>{{GoldBookRef|title=substrate|file=S06082}}</ref> सामान्यतः, यह या तो किसी [[ रासायनिक प्रतिक्रिया |रासायनिक प्रतिक्रिया]] में देखी जा रही [[ रासायनिक प्रजाति |रासायनिक वर्ग]] को संदर्भित कर सकता है, या ऐसी सतह को संदर्भित करता है, जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं या सूक्ष्मदर्शी द्वारा प्रदर्शित की जाती है।
 
पूर्व अर्थ में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से एक [[ उत्पाद (रसायन विज्ञान) | उत्पाद]] उत्पन्न करने के लिए कार्यद्रव्य में एक [[ अभिकर्मक |अभिकर्मक]] जोड़ा जाता है। शब्द का प्रयोग [[ रासायनिक संश्लेषण | रासायनिक संश्लेषण]] और कार्बनिक रसायन में एक समान अर्थ में किया जाता है, जहां कार्यद्रव्य अभिरूचि का रसायन है जिसे संशोधित किया जा रहा है। जैव रसायन में, '''<nowiki/>'एंजाइम कार्यद्रव्य'''<nowiki/>' वह पदार्थ है जिस पर एक [[ एंजाइम |एंजाइम]] कार्य करता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत की चर्चा करते समय, कार्यद्रव्य वह अभिकर्मक होता है जिसकी सांद्रणता बदल जाती है।
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सहज प्रतिक्रिया
सहज प्रतिक्रिया
:{{chem2| S -> P }}
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:*जहाँ S सब्सट्रेट है और P उत्पाद है।
:*जहाँ S कार्यद्रव्य है और P उत्पाद है।
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;उत्प्रेरित प्रतिक्रिया
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:{{chem2| S + C -> P + C }}
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:*जहाँ S सब्सट्रेट है, P उत्पाद है और C उत्प्रेरक है।
:*जहाँ S कार्यद्रव्य है, P उत्पाद है और C उत्प्रेरक है।
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बाद के अर्थ में, यह एक ऐसी सतह का उल्लेख कर सकता है जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं की जाती हैं या विभिन्न प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपिक और सूक्ष्म तकनीकों में सहायक भूमिका निभाती हैं, जैसा कि नीचे पहले कुछ उपखंडों में चर्चा की गई है।<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.emsdiasum.com/microscopy/products/afm/substrates.aspx|title=एएफएम, एसटीएम के लिए सबस्ट्रेट्स|website=www.emsdiasum.com|access-date=2019-12-01}}</ref>
बाद के अर्थ में, यह एक ऐसी सतह का उल्लेख कर सकता है जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्रदर्शित की जाती हैं या विभिन्न प्रकार की स्पेक्ट्रमी और सूक्ष्म तकनीकों में सहायक भूमिका निभाती हैं, जैसा कि नीचे पहले कुछ उपखंडों में चर्चा की गई है।<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.emsdiasum.com/microscopy/products/afm/substrates.aspx|title=एएफएम, एसटीएम के लिए सबस्ट्रेट्स|website=www.emsdiasum.com|access-date=2019-12-01}}</ref>
 
==[[ माइक्रोस्कोपी | सूक्ष्मदर्शी]]==
सबसे सामान्य नैनो-पैमाने पर सूक्ष्मदर्शी तकनीकों में से तीन में, [[ परमाणु बल माइक्रोस्कोपी |परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी]] (एएफएम), [[ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप |अवलोकन टनलिंग सूक्ष्मदर्शी]] (एसटीएम), और [[ ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी | हस्तांतरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी]] (टीईएम), प्रतिरूप समन्वायोजन के लिए एक कार्यद्रव्य की आवश्यकता होती है। कार्यद्रव्य प्रायः सूक्ष्म होते हैं और अपेक्षाकृत रासायनिक विशेषताओं या दोषों से मुक्त होते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Hornyak|first1=G. L.|last2=Peschel|first2=St.|last3=Sawitowski|first3=Th.|last4=Schmid|first4=G.|date=1998-04-01|title=टीईएम, एसटीएम और एएफएम क्लस्टर और कोलाइड्स का अध्ययन करने के लिए उपकरण के रूप में|journal=Micron|volume=29|issue=2|pages=183–190|doi=10.1016/S0968-4328(97)00058-9|issn=0968-4328}}</ref> सामान्यतः चांदी, सोना, या सिलिकॉन परतों का उपयोग उनके निर्माण में आसानी और सूक्ष्मदर्शी तथ्य में व्यतिकरण की कमी के कारण किया जाता है। प्रतिरूप कार्यद्रव्य पर सूक्ष्म परतों में निक्षेपित किए जाते हैं जहां यह विश्वसनीय स्थूलता और आघातवर्धनीयता के वास्तविक समर्थन के रूप में कार्य कर सकता है।<ref name=":0" /><ref>{{Cite web|url=https://www.emsdiasum.com/microscopy/products/afm/silicon_wafers.aspx|title=एएफएम, एसटीएम के लिए सिलिकॉन वेफर्स|website=Electron Microscopy Sciences |access-date=2019-12-01}}</ref> इस प्रकार के सूक्ष्मदर्शी के लिए कार्यद्रव्य की सहजता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि वे प्रतिदर्श लंबाई में बहुत छोटे परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं।
 
विभिन्न प्रकार के प्रतिदर्शों को समायोजित करने के लिए विशिष्ट स्थितियों में अन्य विभिन्न कार्यद्रव्य का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए ग्रेफाइट परतो के परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी के लिए ऊष्मा-रोधक कार्यद्रव्य की आवश्यकता होती है,<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Hang|last2=Huang|first2=Junxiang|last3=Wang|first3=Yongwei|last4=Liu|first4=Rui|last5=Huai|first5=Xiulan|last6=Jiang|first6=Jingjing|last7=Anfuso|first7=Chantelle|date=2018-01-01|title=द्वि-आयामी सामग्री के लिए परमाणु बल माइक्रोस्कोपी: एक ट्यूटोरियल समीक्षा|journal=Optics Communications|series=Optoelectronics and Photonics Based on Two-dimensional Materials|volume=406|pages=3–17|doi=10.1016/j.optcom.2017.05.015|issn=0030-4018}}</ref> और प्रवाहकीय कार्यद्रव्य हस्तांतरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के लिए आवश्यक हैं। कुछ संदर्भों में, कार्यद्रव्य शब्द का उपयोग प्रतिदर्श को संदर्भित करने के लिए किया जा सकता है, न कि उस वास्तविक समर्थन के लिए जिस पर इसे रखा गया है।


==[[ माइक्रोस्कोपी ]]==
== [[ स्पेक्ट्रोस्कोपी | स्पेक्ट्रमदर्शी]] ==
सबसे आम नैनो-स्केल माइक्रोस्कोपी तकनीकों में से तीन में, [[ परमाणु बल माइक्रोस्कोपी ]] (एएफएम), [[ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप ]] (एसटीएम), और [[ ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ]] (टीईएम), नमूना बढ़ते के लिए एक सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है। सब्सट्रेट अक्सर पतले होते हैं और अपेक्षाकृत रासायनिक विशेषताओं या दोषों से मुक्त होते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Hornyak|first1=G. L.|last2=Peschel|first2=St.|last3=Sawitowski|first3=Th.|last4=Schmid|first4=G.|date=1998-04-01|title=टीईएम, एसटीएम और एएफएम क्लस्टर और कोलाइड्स का अध्ययन करने के लिए उपकरण के रूप में|journal=Micron|volume=29|issue=2|pages=183–190|doi=10.1016/S0968-4328(97)00058-9|issn=0968-4328}}</ref> आमतौर पर चांदी, सोना, या सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग उनके निर्माण में आसानी और माइक्रोस्कोपी डेटा में हस्तक्षेप की कमी के कारण किया जाता है। नमूने सब्सट्रेट पर ठीक परतों में जमा किए जाते हैं जहां यह विश्वसनीय मोटाई और लचीलापन के ठोस समर्थन के रूप में कार्य कर सकता है।<ref name=":0" /><ref>{{Cite web|url=https://www.emsdiasum.com/microscopy/products/afm/silicon_wafers.aspx|title=एएफएम, एसटीएम के लिए सिलिकॉन वेफर्स|website=Electron Microscopy Sciences |access-date=2019-12-01}}</ref> इस प्रकार के माइक्रोस्कोपी के लिए सब्सट्रेट की चिकनाई विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि वे नमूना ऊंचाई में बहुत छोटे बदलावों के प्रति संवेदनशील हैं।
विभिन्न स्पेक्ट्रमदर्शी तकनीकों के लिए भी प्रतिरूप को कार्यद्रव्य जैसे [[ पाउडर विवर्तन |चूर्ण विवर्तन]] पर समन्वायोजन करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार का विवर्तन, जिसमें क्रिस्टल संरचनाओं को कम करने के लिए चूर्ण के प्रतिदर्शों पर उच्च-शक्ति वाले एक्स-रे को निर्देशित करना सम्मिलित होता है, प्रायः एक [[ अनाकार ठोस |अनाकार ठोस]] कार्यद्रव्य के साथ किया जाता है जैसे कि यह परिणामी डेटा संग्रह में अन्तःक्षेप व्यतिकरण नहीं करता है। सिलिकॉन कार्यद्रव्य का उपयोग सामान्यतः उनकी मूल्य-प्रभावी प्रकृति और एक्स-रे संग्रह में अपेक्षाकृत तथ्य मे अन्तः क्षेप व्यतिकरण की कमी के कारण भी किया जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/components/xrd-components/specimen-holders.html |title=नमूना धारक - एक्स-रे विवर्तन|website=Bruker.com|access-date=2019-12-01}}</ref>


विभिन्न प्रकार के नमूनों को समायोजित करने के लिए विशिष्ट मामलों में विभिन्न अन्य सबस्ट्रेट्स का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए ग्रेफाइट फ्लेक्स के एएफएम के लिए थर्मली-इन्सुलेटिंग सबस्ट्रेट्स की आवश्यकता होती है,<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Hang|last2=Huang|first2=Junxiang|last3=Wang|first3=Yongwei|last4=Liu|first4=Rui|last5=Huai|first5=Xiulan|last6=Jiang|first6=Jingjing|last7=Anfuso|first7=Chantelle|date=2018-01-01|title=द्वि-आयामी सामग्री के लिए परमाणु बल माइक्रोस्कोपी: एक ट्यूटोरियल समीक्षा|journal=Optics Communications|series=Optoelectronics and Photonics Based on Two-dimensional Materials|volume=406|pages=3–17|doi=10.1016/j.optcom.2017.05.015|issn=0030-4018}}</ref> और प्रवाहकीय सबस्ट्रेट्स TEM के लिए आवश्यक हैं। कुछ संदर्भों में, सब्सट्रेट शब्द का इस्तेमाल नमूना को संदर्भित करने के लिए किया जा सकता है, न कि उस ठोस समर्थन के लिए जिस पर इसे रखा गया है।
[[ एकल क्रिस्टल | एकल क्रिस्टल]] कार्यद्रव्य चूर्ण विवर्तन में उपयोगी होते हैं क्योंकि वे चरण के आधार पर विवर्तन प्रतिरूप में अभिरूचि के प्रतिदर्श से अलग होते हैं।<ref>{{Cite web|last1=Clark|first1=Christine M.|last2=Dutrow|first2=Barbara L.|author-link2=Barbara Dutrow|title=एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन|url=https://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/SXD.html|url-status=live|website=Geochemical Instrumentation and Analysis}}</ref>


== [[ स्पेक्ट्रोस्कोपी ]] ==
विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों के लिए भी नमूनों को सब्सट्रेट जैसे [[ पाउडर विवर्तन ]] पर माउंट करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार का विवर्तन, जिसमें क्रिस्टल संरचनाओं को कम करने के लिए पाउडर के नमूनों पर उच्च-शक्ति वाले एक्स-रे को निर्देशित करना शामिल है, अक्सर एक [[ अनाकार ठोस ]] सब्सट्रेट के साथ किया जाता है जैसे कि यह परिणामी डेटा संग्रह में हस्तक्षेप नहीं करता है। सिलिकॉन सबस्ट्रेट्स का उपयोग आमतौर पर उनकी लागत प्रभावी प्रकृति और एक्स-रे संग्रह में अपेक्षाकृत कम डेटा हस्तक्षेप के कारण भी किया जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/components/xrd-components/specimen-holders.html |title=नमूना धारक - एक्स-रे विवर्तन|website=Bruker.com|access-date=2019-12-01}}</ref>
[[ एकल क्रिस्टल ]] | सिंगल-क्रिस्टल सबस्ट्रेट्स पाउडर विवर्तन में उपयोगी होते हैं क्योंकि वे चरण के आधार पर विवर्तन पैटर्न में रुचि के नमूने से अलग होते हैं।<ref>{{Cite web|last1=Clark|first1=Christine M.|last2=Dutrow|first2=Barbara L.|author-link2=Barbara Dutrow|title=एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन|url=https://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/SXD.html|url-status=live|website=Geochemical Instrumentation and Analysis}}</ref>




==[[ परमाणु परत जमाव ]] ==
==[[ परमाणु परत जमाव | परमाणु परत निक्षेपण]] ==
परमाणु परत के जमाव में, सब्सट्रेट एक प्रारंभिक सतह के रूप में कार्य करता है जिस पर अभिकर्मक रासायनिक संरचनाओं को ठीक से बनाने के लिए गठबंधन कर सकते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Detavernier|first1=Christophe|last2=Dendooven|first2=Jolien|last3=Sree|first3=Sreeprasanth Pulinthanathu|last4=Ludwig|first4=Karl F.|last5=Martens|first5=Johan A.|date=2011-10-17|title=परमाणु परत जमाव द्वारा नैनोपोरस सामग्री की सिलाई|journal=Chemical Society Reviews|volume=40|issue=11|pages=5242–5253|doi=10.1039/C1CS15091J|pmid=21695333|issn=1460-4744}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Xie|first1=Qi|last2=Deng|first2=Shaoren|last3=Schaekers|first3=Marc|last4=Lin|first4=Dennis|last5=Caymax|first5=Matty|last6=Delabie|first6=Annelies|last7=Qu|first7=Xin-Ping|last8=Jiang|first8=Yu-Long|last9=Deduytsche|first9=Davy|last10=Detavernier|first10=Christophe|date=2012-06-22|title=जर्मेनियम सतह निष्क्रियता और उच्च-केडीइलेक्ट्रिक्स का परमाणु परत जमाव - जीई-आधारित एमओएस कैपेसिटर पर एक ट्यूटोरियल समीक्षा|journal=Semiconductor Science and Technology|volume=27|issue=7|pages=074012|doi=10.1088/0268-1242/27/7/074012|issn=0268-1242}}</ref> ब्याज की प्रतिक्रिया के आधार पर सब्सट्रेट की एक विस्तृत विविधता का उपयोग किया जाता है, लेकिन वे सब्सट्रेट से चिपके रहने की अनुमति देने के लिए अक्सर अभिकर्मकों को कुछ आत्मीयता के साथ बांधते हैं।
परमाणु परत के निक्षेपण में, कार्यद्रव्य एक प्रारंभिक सतह के रूप में कार्य करता है जिस पर अभिकर्मक रासायनिक संरचनाओं को विधि पूर्वक से बनाने के लिए संयोजित हो सकते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Detavernier|first1=Christophe|last2=Dendooven|first2=Jolien|last3=Sree|first3=Sreeprasanth Pulinthanathu|last4=Ludwig|first4=Karl F.|last5=Martens|first5=Johan A.|date=2011-10-17|title=परमाणु परत जमाव द्वारा नैनोपोरस सामग्री की सिलाई|journal=Chemical Society Reviews|volume=40|issue=11|pages=5242–5253|doi=10.1039/C1CS15091J|pmid=21695333|issn=1460-4744}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Xie|first1=Qi|last2=Deng|first2=Shaoren|last3=Schaekers|first3=Marc|last4=Lin|first4=Dennis|last5=Caymax|first5=Matty|last6=Delabie|first6=Annelies|last7=Qu|first7=Xin-Ping|last8=Jiang|first8=Yu-Long|last9=Deduytsche|first9=Davy|last10=Detavernier|first10=Christophe|date=2012-06-22|title=जर्मेनियम सतह निष्क्रियता और उच्च-केडीइलेक्ट्रिक्स का परमाणु परत जमाव - जीई-आधारित एमओएस कैपेसिटर पर एक ट्यूटोरियल समीक्षा|journal=Semiconductor Science and Technology|volume=27|issue=7|pages=074012|doi=10.1088/0268-1242/27/7/074012|issn=0268-1242}}</ref> लाभ की प्रतिक्रिया के आधार पर कार्यद्रव्य की एक विस्तृत विविधता का उपयोग किया जाता है, लेकिन वे कार्यद्रव्य से लगे रहने की स्वीकृति देने के लिए प्रायः अभिकर्मकों को कुछ आत्मीयता के साथ बांधते हैं।


सब्सट्रेट को क्रमिक रूप से विभिन्न अभिकर्मकों के संपर्क में लाया जाता है और अतिरिक्त को हटाने के लिए बीच में धोया जाता है। इस तकनीक में एक सब्सट्रेट महत्वपूर्ण है क्योंकि पहली परत को इस तरह से बांधने के लिए जगह की आवश्यकता होती है कि अभिकर्मकों के दूसरे या तीसरे सेट के संपर्क में आने पर यह खो न जाए।
कार्यद्रव्य को क्रमिक रूप से विभिन्न अभिकर्मकों के निरावरण है और अधिक को निकालने के लिए बीच में प्रक्षालित किया जाता है। इस तकनीक में कार्यद्रव्य महत्वपूर्ण है क्योंकि पहली परत को इस तरह से बांधने के लिए जगह की आवश्यकता होती है कि अभिकर्मकों के दूसरे या तीसरे समुच्चय के संपर्क में आने पर यह नष्ट हो न जाए।


==जैव रसायन ==
==जैव रसायन ==
जैव रसायन में, सब्सट्रेट एक [[ अणु ]] है जिस पर एक एंजाइम कार्य करता है। एंजाइम सब्सट्रेट (ओं) को शामिल करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एकल सब्सट्रेट के मामले में, सब्सट्रेट एंजाइम [[ सक्रिय साइट ]] के साथ बंध जाता है, और एक [[ एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स ]] बनता है। सब्सट्रेट एक या एक से अधिक [[ उत्पाद (जीव विज्ञान) ]] में तब्दील हो जाता है, जिसे बाद में सक्रिय साइट से मुक्त कर दिया जाता है। सक्रिय साइट फिर एक और सब्सट्रेट अणु को स्वीकार करने के लिए स्वतंत्र है। एक से अधिक सब्सट्रेट के मामले में, ये उत्पादों के उत्पादन के लिए एक साथ प्रतिक्रिया करने से पहले, सक्रिय साइट पर एक विशेष क्रम में बाध्य हो सकते हैं। एक सब्सट्रेट को 'क्रोमोजेनिक' कहा जाता है यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर रंगीन उत्पाद को जन्म देता है। हिस्टोलॉजिकल एंजाइम स्थानीयकरण अध्ययनों में, एंजाइम क्रिया के रंगीन उत्पाद को सूक्ष्मदर्शी के नीचे, जैविक ऊतकों के पतले वर्गों में देखा जा सकता है। इसी तरह, एक सब्सट्रेट को 'फ्लोरोजेनिक' कहा जाता है यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर एक फ्लोरोसेंट उत्पाद को जन्म देता है।
जैव रसायन में,कार्यद्रव्य एक [[ अणु |अणु]] है जिस पर एक एंजाइम कार्य करता है। एंजाइम कार्यद्रव्य को सम्मिलित करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एकल कार्यद्रव्य के स्थितियों में, कार्यद्रव्य एंजाइम [[ सक्रिय साइट | सक्रिय सतह]] के साथ बांध, और एक [[ एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स |एंजाइम-कार्यद्रव्य सम्मिश्रण]] बनता है। कार्यद्रव्य को एक या एक से अधिक [[ उत्पाद (जीव विज्ञान) |उत्पाद (जीव विज्ञान)]] में रूपांतरित किया जाता है, जिसे बाद में सक्रिय सतह से मुक्त कर दिया जाता है। सक्रिय सतह फिर एक और कार्यद्रव्य अणु को स्वीकार करने के लिए स्वतंत्र है। एक से अधिक कार्यद्रव्य के स्थितियों में, ये उत्पादों के उत्पादन के लिए एक साथ प्रतिक्रिया करने से पहले, सक्रिय सतह पर एक विशेष क्रम में बाध्य हो सकते हैं। यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर रंगीन उत्पाद उत्पन्न होता है तो  कार्यद्रव्य को 'वर्णकजन' कहा जाता है। ऊतकीय एंजाइम स्थानीयकरण अध्ययनों में, जैविक ऊतकों के पतले वर्गों मे एंजाइम क्रिया के रंगीन उत्पाद को सूक्ष्मदर्शी के तहत देखा जा सकता है। इसी तरह, कार्यद्रव्य को 'फ्लोरोजन्य' कहा जाता है यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर एक प्रतिदीप्त उत्पाद को जन्म देता है।


उदाहरण के लिए, दही बनना ([[ दौड़ा ]] जमावट) एक प्रतिक्रिया है जो दूध में [[ रेनिन ]] एंजाइम मिलाने पर होती है। इस प्रतिक्रिया में, सब्सट्रेट एक दूध प्रोटीन (जैसे, [[ कैसिइन ]]) है और एंजाइम रेनिन है। उत्पाद दो पॉलीपेप्टाइड हैं जो बड़े पेप्टाइड सब्सट्रेट के दरार द्वारा बनाए गए हैं। एक अन्य उदाहरण एंजाइम उत्प्रेरित द्वारा किए गए [[ हाइड्रोजन पेरोक्साइड ]] का [[ रासायनिक अपघटन ]] है। चूंकि एंजाइम [[ उत्प्रेरक ]] होते हैं, इसलिए वे अपने द्वारा की जाने वाली प्रतिक्रियाओं से नहीं बदलते हैं। सब्सट्रेट, हालांकि, उत्पाद (ओं) में परिवर्तित हो जाते हैं। यहां, हाइड्रोजन पेरोक्साइड पानी और ऑक्सीजन गैस में परिवर्तित हो जाता है।
उदाहरण के लिए, दही का बनना ([[ दौड़ा | रेनेट]] जमावट) एक प्रतिक्रिया है जो दूध में [[ रेनिन ]] एंजाइम मिलाने पर होती है। इस प्रतिक्रिया में,कार्यद्रव्य एक दूध प्रोटीन (जैसे, [[ कैसिइन ]]) है और एंजाइम रेनिन है। उत्पाद दो पॉलीपेप्टाइड हैं जो बड़े पेप्टाइड कार्यद्रव्य के भेदन द्वारा बनाए गए हैं। एक अन्य उदाहरण एंजाइम उत्प्रेरित द्वारा किए गए [[ हाइड्रोजन पेरोक्साइड |हाइड्रोजन पेरोक्साइड]] का [[ रासायनिक अपघटन |रासायनिक अपघटन]] है। चूंकि एंजाइम [[ उत्प्रेरक |उत्प्रेरक]] होते हैं, इसलिए वे अपने द्वारा की जाने वाली प्रतिक्रियाओं से परिवर्तित नहीं होते हैं। हालांकि, कार्यद्रव्य को उत्पाद में परिवर्तित हो जाते हैं। यहां, हाइड्रोजन पेरोक्साइड को पानी और ऑक्सीजन गैस में परिवर्तित हो जाता है।


:{{chem2| E + S <-> ES -> EP <-> E + P }}
:{{chem2| E + S <-> ES -> EP <-> E + P }}
*जहां ई एंजाइम है, एस सब्सट्रेट है, और पी उत्पाद है
*जहां ई एंजाइम है, एस कार्यद्रव्य है, और P उत्पाद है
 
जबकि पहला (बाध्यकारी) और तीसरा (स्वैच्छिक) चरण, सामान्य रूप से, [[ प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया |प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया]] है, मध्य चरण अपरिवर्तनीय हो सकता है (जैसा कि रेनिन और उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में अभी उल्लेख किया गया है) या प्रतिवर्ती (जैसे [[ ग्लाइकोलाइसिस ]]उपपचयी मार्ग में कई प्रतिक्रियाएं)।


जबकि पहला (बाध्यकारी) और तीसरा (अनबाइंडिंग) चरण, सामान्य रूप से, [[ प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया ]] है, मध्य चरण अपरिवर्तनीय हो सकता है (जैसा कि रेनिन और उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में अभी उल्लेख किया गया है) या प्रतिवर्ती (जैसे [[ ग्लाइकोलाइसिस ]] चयापचय मार्ग में कई प्रतिक्रियाएं)।
कार्यद्रव्य सांद्रण में वृद्धि से, एंजाइम-कार्यद्रव्य सम्मिश्रण की संख्या में वृद्धि की संभावना के कारण प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होगी; यह तब तक होता है जब तक एंजाइम की सांद्रता[[ सीमित कारक ]]नहीं बन जाती।


सब्सट्रेट एकाग्रता में वृद्धि से, एंजाइम-सब्सट्रेट परिसरों की संख्या में वृद्धि की संभावना के कारण प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होगी; यह तब तक होता है जब तक एंजाइम की सांद्रता [[ सीमित कारक ]] नहीं बन जाती।
=== कार्यद्रव्य संकीर्णता ===
{{Main|एंजाइम संकीर्णता }}


=== सब्सट्रेट संलिप्तता ===
हालांकि एंजाइम सामान्यतः अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, कुछ एक से अधिक कार्यद्रव्य पर उत्प्रेरण करने में योग्य होते हैं, इस गुण को जिसे [[ एंजाइम संकीर्णता |एंजाइम संकीर्णता]] कहा जाता है। एक एंजाइम में कई मूल कार्यद्रव्य और व्यापक विशिष्टता (जैसे -[[ साइटोक्रोम p450 ]]s द्वारा ऑक्सीकरण) हो सकते हैं या इसमें समान स्वदेशी कार्यद्रव्य के सममुच्चय के साथ एक एकल मूल कार्यद्रव्य हो सकता है जो कि कुछ कम दर पर उत्प्रेरित कर सकता है। वे कार्यद्रव्य जो दिए गए एंजाइम में [[ कृत्रिम परिवेशीय |कृत्रिम परिवेशीय]] के साथ प्रयोगशाला अवस्थापन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, आवश्यक रूप से [[ विवो में ]] एंजाइम की प्रतिक्रियाओं के शारीरिक, अंतर्जात कार्यद्रव्य को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। यथार्थ तात्पर्य यह है कि एंजाइम आवश्यक रूप से शरीर में उन सभी प्रतिक्रियाओं को नहीं करते हैं जो प्रयोगशाला में संभव हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, जब [[ फैटी एसिड एमाइड हाइड्रोलेस | वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस]] (FAAH) एंडोकैनाबिनोइड्स [[ 2-एराकिडोनॉयलग्लिसरॉल ]] (2-AG) और एनांडामाइड को कृत्रिम परिवेश में तुलनात्मक दरों पर हाइड्रोलाइज कर सकता है, वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस के आनुवंशिक या औषधीय विघटन एनामाइड को बढ़ाता है लेकिन 2-AG को नहीं, यह सुझाव देता है कि 2-AG FAAH के लिए विवो कार्यद्रव्य में अंतर्जात नहीं है।<ref name="Cravatt2001">{{cite journal|date=2001 |first1=B. F. |first2=K. |first3=M. P. |first4=M. H. |first5=D. K. |first6=B. R. |first7=A. H. |journal=[[Proc. Natl. Acad. Sci. USA]] |issue=16 |doi=10.1073/pnas.161191698 |last1=Cravatt |title=एन्डामाइड और एन्हांस्ड एंडोजेनस कैनाबिनोइड सिग्नलिंग के लिए अतिसंवेदनशीलता चूहों में फैटी एसिड एमाइड हाइड्रोलेस की कमी होती है|last2=Demarest |last3=Patricelli |last4=Bracey |last5=Gaing |last6=Martin |last7=Lichtman |volume=98 |pages=9371–9376 |pmid=11470906 |pmc=55427|bibcode=2001PNAS...98.9371C|doi-access=free }}</ref> एक अन्य उदाहरण में, N-एसाइल टॉरिन (एनएटी) को वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस-बाधित जानवरों में नाटकीय रूप से वृद्धि करने के लिए देखा जाता है, लेकिन वास्तव में कृत्रिम परिवेशीय वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस कार्यद्रव्य में अपर्याप्त हैं।<ref name="Saghatelian2004">{{cite journal |first1=A. |last1=Saghatelian |title=ग्लोबल मेटाबोलाइट प्रोफाइलिंग द्वारा एंजाइमों को अंतर्जात सबस्ट्रेट्स का असाइनमेंट|date=2004 |last2=Trauger |first2=S. A. |last3=Want |first3=E. J. |last4=Hawkins |first4=E. G. |author-link5=Gary Siuzdak |last5=Siuzdak |first5=G. |last6=Cravatt |first6=B.F. |journal=Biochemistry |volume=43 |issue=45 |pages=14322–14339 |doi=10.1021/bi0480335 |pmid=15533037|citeseerx=10.1.1.334.206}}</ref>
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हालांकि एंजाइम आमतौर पर अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, कुछ एक से अधिक सब्सट्रेट पर उत्प्रेरण करने में सक्षम होते हैं, एक संपत्ति जिसे [[ एंजाइम संकीर्णता ]] कहा जाता है। एक एंजाइम में कई मूल सब्सट्रेट और व्यापक एंजाइम # विशिष्टता (जैसे [[ साइटोक्रोम p450 ]]s द्वारा ऑक्सीकरण) हो सकते हैं या इसमें समान गैर-देशी सबस्ट्रेट्स के सेट के साथ एक एकल मूल सब्सट्रेट हो सकता है जो कि कुछ कम दर पर उत्प्रेरित कर सकता है। सब्सट्रेट जो एक प्रयोगशाला सेटिंग में [[ कृत्रिम परिवेशीय ]] में इन विट्रो के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जरूरी नहीं कि [[ विवो में ]] एंजाइम की प्रतिक्रियाओं के शारीरिक, अंतर्जात सब्सट्रेट को प्रतिबिंबित करें। कहने का तात्पर्य यह है कि एंजाइम आवश्यक रूप से शरीर में उन सभी प्रतिक्रियाओं को नहीं करते हैं जो प्रयोगशाला में संभव हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, जबकि [[ फैटी एसिड एमाइड हाइड्रोलेस ]] (एफएएएच) एंडोकैनाबिनोइड्स [[ 2-एराकिडोनॉयलग्लिसरॉल ]] (2-एजी) और एनांडामाइड को इन विट्रो में तुलनीय दरों पर हाइड्रोलाइज कर सकता है, एफएएएच के आनुवंशिक या औषधीय व्यवधान एनामाइड को बढ़ाता है लेकिन 2-एजी को नहीं, यह सुझाव देता है कि 2-एजी एफएएएच के लिए विवो सब्सट्रेट में अंतर्जात नहीं है।<ref name="Cravatt2001">{{cite journal|date=2001 |first1=B. F. |first2=K. |first3=M. P. |first4=M. H. |first5=D. K. |first6=B. R. |first7=A. H. |journal=[[Proc. Natl. Acad. Sci. USA]] |issue=16 |doi=10.1073/pnas.161191698 |last1=Cravatt |title=एन्डामाइड और एन्हांस्ड एंडोजेनस कैनाबिनोइड सिग्नलिंग के लिए अतिसंवेदनशीलता चूहों में फैटी एसिड एमाइड हाइड्रोलेस की कमी होती है|last2=Demarest |last3=Patricelli |last4=Bracey |last5=Gaing |last6=Martin |last7=Lichtman |volume=98 |pages=9371–9376 |pmid=11470906 |pmc=55427|bibcode=2001PNAS...98.9371C|doi-access=free }}</ref> एक अन्य उदाहरण में, एन-एसाइल टॉरिन (एनएटी) को एफएएएच-बाधित जानवरों में नाटकीय रूप से वृद्धि करने के लिए मनाया जाता है, लेकिन वास्तव में इन विट्रो एफएएएच सबस्ट्रेट्स में खराब हैं।<ref name="Saghatelian2004">{{cite journal |first1=A. |last1=Saghatelian |title=ग्लोबल मेटाबोलाइट प्रोफाइलिंग द्वारा एंजाइमों को अंतर्जात सबस्ट्रेट्स का असाइनमेंट|date=2004 |last2=Trauger |first2=S. A. |last3=Want |first3=E. J. |last4=Hawkins |first4=E. G. |author-link5=Gary Siuzdak |last5=Siuzdak |first5=G. |last6=Cravatt |first6=B.F. |journal=Biochemistry |volume=43 |issue=45 |pages=14322–14339 |doi=10.1021/bi0480335 |pmid=15533037|citeseerx=10.1.1.334.206}}</ref>




=== संवेदनशीलता ===
=== संवेदनशीलता ===


संवेदनशील सबस्ट्रेट्स को संवेदनशील इंडेक्स सबस्ट्रेट्स के रूप में भी जाना जाता है, वे दवाएं हैं जो रिएक्शन इनहिबिटर के साथ ≥5-गुना के वक्र (फार्माकोकाइनेटिक्स) के तहत क्षेत्र में वृद्धि दर्शाती हैं .<ref name="url_FDA">{{cite web|url=https://www.fda.gov/drugs/developmentapprovalprocess/developmentresources/druginteractionslabeling/ucm093664.htm |title=ड्रग डेवलपमेंट एंड ड्रग इंटरेक्शन: सबस्ट्रेट्स, इनहिबिटर्स और इंड्यूसर की तालिका|date=26 May 2021 |publisher=U.S. Food and Drug Administration}}</ref>
'''संवेदनशील कार्यद्रव्य''' को '''संवेदनशील सूचकांक कार्यद्रव्य''' के रूप में भी जाना जाता है, वे दवाएं हैं जो चिकित्सीय दवा-दवाओ की परस्पर क्रिया (DDI) अध्ययनों मे दिए गए उपापचय मार्ग के मजबूत सूचकांक अवरोधक के साथ ≥5-गुना AUC  के तहत वृद्धि दर्शाती हैं .<ref name="url_FDA">{{cite web|url=https://www.fda.gov/drugs/developmentapprovalprocess/developmentresources/druginteractionslabeling/ucm093664.htm |title=ड्रग डेवलपमेंट एंड ड्रग इंटरेक्शन: सबस्ट्रेट्स, इनहिबिटर्स और इंड्यूसर की तालिका|date=26 May 2021 |publisher=U.S. Food and Drug Administration}}</ref>


मध्यम संवेदनशील सबस्ट्रेट्स ऐसी दवाएं हैं जो नैदानिक ​​डीडीआई अध्ययनों में दिए गए चयापचय पथ के मजबूत सूचकांक अवरोधकों के साथ 2 से <5-गुना के एयूसी में वृद्धि दर्शाती हैं।<ref name="url_FDA"/>
'''मध्यम संवेदनशील कार्यद्रव्य''' ऐसी दवाएं हैं जो नैदानिक ​​DDI अध्ययनों में दिए गए उपापचय मार्ग के मजबूत सूचकांक अवरोधकों के साथ ≥2 से <5-गुना के AUC के तहत वृद्धि दर्शाती हैं।<ref name="url_FDA"/>






==== सबस्ट्रेट्स के बीच इंटरेक्शन ====
=== कार्यद्रव्य के बीच सहभागिता ===
 
एक ही [[ साइटोक्रोम P450 | साइटोक्रोम P450]] आइसोजाइम द्वारा उपापचय के परिणामस्वरूप कई चिकित्सीय रूप से महत्वपूर्ण दवा-दवाओ की परस्पर क्रिया हो सकती है।<ref name="Ogu Maxa 2000 pp. 421–423">{{cite journal |last1=Ogu |first1=CC |last2=Maxa |first2=JL |title=साइटोक्रोम P450 के कारण ड्रग इंटरैक्शन|journal=Proceedings (Baylor University. Medical Center) |volume=13 |issue=4 |year=2000 |pmid=16389357 |pmc=1312247 |pages=421–423 |doi=10.1080/08998280.2000.11927719}}</ref>.
एक ही [[ साइटोक्रोम P450 ]] आइसोजाइम द्वारा चयापचय के परिणामस्वरूप कई चिकित्सीय रूप से महत्वपूर्ण दवा-दवा परस्पर क्रिया हो सकती है।<ref name= Ogu Maxa 2000 pp. 421–423 >{{cite journal |last1=Ogu |first1=CC |last2=Maxa |first2=JL |title=साइटोक्रोम P450 के कारण ड्रग इंटरैक्शन|journal=Proceedings (Baylor University. Medical Center) |volume=13 |issue=4 |year=2000 |pmid=16389357 |pmc=1312247 |pages=421–423 |doi=10.1080/08998280.2000.11927719}}</ref>
 
<!-- Not sure if the interaction was due to diltiazem being a moderate inhibitor of CYP3A4
 
Nifedipine and diltiazem, for instance, are both identified as sensitive index substrates of [[CYP3A4]]. Healthy volunteers taking 30 mg or 90 mg t.i.d. [[diltiazem]] orally increased the AUC of [[nifedipine]] after a single dose of 20 mg nifedipine by factors of 2.2 and 3.1, respectively. The corresponding Cmax values of nifedipine increased by factors of 2.0 and 1.7, respectively. That prompted consideration of dose adjustment of either diltiazem or nifedipine.<ref name="DailyMed 2012">{{cite web | title=NIFEDIPINE EXTENDED RELEASE- nifedipine tablet, extended release | website=DailyMed | date=2012-11-29 | url=https://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/drugInfo.cfm?setid=4617417a-08df-4417-a944-dfc30de183db | access-date=2019-02-01}}</ref>
-->




==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
*[[ सीमित अभिकर्मक ]]
*[[ सीमित अभिकर्मक | सीमित अभिकर्मक]]
*[[ प्रतिक्रिया प्रगति गतिज विश्लेषण ]]
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Latest revision as of 14:22, 5 December 2022

अन्य उपयोगों के लिए,कार्यद्रव्य देखें।


रसायन विज्ञान में, कार्यद्रव्य शब्द अत्यधिक संदर्भ-निर्भर है।[1] सामान्यतः, यह या तो किसी रासायनिक प्रतिक्रिया में देखी जा रही रासायनिक वर्ग को संदर्भित कर सकता है, या ऐसी सतह को संदर्भित करता है, जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं या सूक्ष्मदर्शी द्वारा प्रदर्शित की जाती है।

पूर्व अर्थ में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से एक उत्पाद उत्पन्न करने के लिए कार्यद्रव्य में एक अभिकर्मक जोड़ा जाता है। शब्द का प्रयोग रासायनिक संश्लेषण और कार्बनिक रसायन में एक समान अर्थ में किया जाता है, जहां कार्यद्रव्य अभिरूचि का रसायन है जिसे संशोधित किया जा रहा है। जैव रसायन में, 'एंजाइम कार्यद्रव्य' वह पदार्थ है जिस पर एक एंजाइम कार्य करता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत की चर्चा करते समय, कार्यद्रव्य वह अभिकर्मक होता है जिसकी सांद्रणता बदल जाती है।

बाद के अर्थ में, यह एक ऐसी सतह का उल्लेख कर सकता है जिस पर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्रदर्शित की जाती हैं या विभिन्न प्रकार की स्पेक्ट्रमी और सूक्ष्म तकनीकों में सहायक भूमिका निभाती हैं, जैसा कि नीचे पहले कुछ उपखंडों में चर्चा की गई है।[2]

सूक्ष्मदर्शी

सबसे सामान्य नैनो-पैमाने पर सूक्ष्मदर्शी तकनीकों में से तीन में, परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (एएफएम), अवलोकन टनलिंग सूक्ष्मदर्शी (एसटीएम), और हस्तांतरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (टीईएम), प्रतिरूप समन्वायोजन के लिए एक कार्यद्रव्य की आवश्यकता होती है। कार्यद्रव्य प्रायः सूक्ष्म होते हैं और अपेक्षाकृत रासायनिक विशेषताओं या दोषों से मुक्त होते हैं।[3] सामान्यतः चांदी, सोना, या सिलिकॉन परतों का उपयोग उनके निर्माण में आसानी और सूक्ष्मदर्शी तथ्य में व्यतिकरण की कमी के कारण किया जाता है। प्रतिरूप कार्यद्रव्य पर सूक्ष्म परतों में निक्षेपित किए जाते हैं जहां यह विश्वसनीय स्थूलता और आघातवर्धनीयता के वास्तविक समर्थन के रूप में कार्य कर सकता है।[2][4] इस प्रकार के सूक्ष्मदर्शी के लिए कार्यद्रव्य की सहजता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि वे प्रतिदर्श लंबाई में बहुत छोटे परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं।

विभिन्न प्रकार के प्रतिदर्शों को समायोजित करने के लिए विशिष्ट स्थितियों में अन्य विभिन्न कार्यद्रव्य का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए ग्रेफाइट परतो के परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी के लिए ऊष्मा-रोधक कार्यद्रव्य की आवश्यकता होती है,[5] और प्रवाहकीय कार्यद्रव्य हस्तांतरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के लिए आवश्यक हैं। कुछ संदर्भों में, कार्यद्रव्य शब्द का उपयोग प्रतिदर्श को संदर्भित करने के लिए किया जा सकता है, न कि उस वास्तविक समर्थन के लिए जिस पर इसे रखा गया है।

स्पेक्ट्रमदर्शी

विभिन्न स्पेक्ट्रमदर्शी तकनीकों के लिए भी प्रतिरूप को कार्यद्रव्य जैसे चूर्ण विवर्तन पर समन्वायोजन करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार का विवर्तन, जिसमें क्रिस्टल संरचनाओं को कम करने के लिए चूर्ण के प्रतिदर्शों पर उच्च-शक्ति वाले एक्स-रे को निर्देशित करना सम्मिलित होता है, प्रायः एक अनाकार ठोस कार्यद्रव्य के साथ किया जाता है जैसे कि यह परिणामी डेटा संग्रह में अन्तःक्षेप व्यतिकरण नहीं करता है। सिलिकॉन कार्यद्रव्य का उपयोग सामान्यतः उनकी मूल्य-प्रभावी प्रकृति और एक्स-रे संग्रह में अपेक्षाकृत तथ्य मे अन्तः क्षेप व्यतिकरण की कमी के कारण भी किया जाता है।[6]

एकल क्रिस्टल कार्यद्रव्य चूर्ण विवर्तन में उपयोगी होते हैं क्योंकि वे चरण के आधार पर विवर्तन प्रतिरूप में अभिरूचि के प्रतिदर्श से अलग होते हैं।[7]


परमाणु परत निक्षेपण

परमाणु परत के निक्षेपण में, कार्यद्रव्य एक प्रारंभिक सतह के रूप में कार्य करता है जिस पर अभिकर्मक रासायनिक संरचनाओं को विधि पूर्वक से बनाने के लिए संयोजित हो सकते हैं।[8][9] लाभ की प्रतिक्रिया के आधार पर कार्यद्रव्य की एक विस्तृत विविधता का उपयोग किया जाता है, लेकिन वे कार्यद्रव्य से लगे रहने की स्वीकृति देने के लिए प्रायः अभिकर्मकों को कुछ आत्मीयता के साथ बांधते हैं।

कार्यद्रव्य को क्रमिक रूप से विभिन्न अभिकर्मकों के निरावरण है और अधिक को निकालने के लिए बीच में प्रक्षालित किया जाता है। इस तकनीक में कार्यद्रव्य महत्वपूर्ण है क्योंकि पहली परत को इस तरह से बांधने के लिए जगह की आवश्यकता होती है कि अभिकर्मकों के दूसरे या तीसरे समुच्चय के संपर्क में आने पर यह नष्ट हो न जाए।

जैव रसायन

जैव रसायन में,कार्यद्रव्य एक अणु है जिस पर एक एंजाइम कार्य करता है। एंजाइम कार्यद्रव्य को सम्मिलित करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एकल कार्यद्रव्य के स्थितियों में, कार्यद्रव्य एंजाइम सक्रिय सतह के साथ बांध, और एक एंजाइम-कार्यद्रव्य सम्मिश्रण बनता है। कार्यद्रव्य को एक या एक से अधिक उत्पाद (जीव विज्ञान) में रूपांतरित किया जाता है, जिसे बाद में सक्रिय सतह से मुक्त कर दिया जाता है। सक्रिय सतह फिर एक और कार्यद्रव्य अणु को स्वीकार करने के लिए स्वतंत्र है। एक से अधिक कार्यद्रव्य के स्थितियों में, ये उत्पादों के उत्पादन के लिए एक साथ प्रतिक्रिया करने से पहले, सक्रिय सतह पर एक विशेष क्रम में बाध्य हो सकते हैं। यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर रंगीन उत्पाद उत्पन्न होता है तो कार्यद्रव्य को 'वर्णकजन' कहा जाता है। ऊतकीय एंजाइम स्थानीयकरण अध्ययनों में, जैविक ऊतकों के पतले वर्गों मे एंजाइम क्रिया के रंगीन उत्पाद को सूक्ष्मदर्शी के तहत देखा जा सकता है। इसी तरह, कार्यद्रव्य को 'फ्लोरोजन्य' कहा जाता है यदि यह एक एंजाइम द्वारा क्रिया करने पर एक प्रतिदीप्त उत्पाद को जन्म देता है।

उदाहरण के लिए, दही का बनना ( रेनेट जमावट) एक प्रतिक्रिया है जो दूध में रेनिन एंजाइम मिलाने पर होती है। इस प्रतिक्रिया में,कार्यद्रव्य एक दूध प्रोटीन (जैसे, कैसिइन ) है और एंजाइम रेनिन है। उत्पाद दो पॉलीपेप्टाइड हैं जो बड़े पेप्टाइड कार्यद्रव्य के भेदन द्वारा बनाए गए हैं। एक अन्य उदाहरण एंजाइम उत्प्रेरित द्वारा किए गए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का रासायनिक अपघटन है। चूंकि एंजाइम उत्प्रेरक होते हैं, इसलिए वे अपने द्वारा की जाने वाली प्रतिक्रियाओं से परिवर्तित नहीं होते हैं। हालांकि, कार्यद्रव्य को उत्पाद में परिवर्तित हो जाते हैं। यहां, हाइड्रोजन पेरोक्साइड को पानी और ऑक्सीजन गैस में परिवर्तित हो जाता है।

E + S ⇌ ES → EP ⇌ E + P
  • जहां ई एंजाइम है, एस कार्यद्रव्य है, और P उत्पाद है

जबकि पहला (बाध्यकारी) और तीसरा (स्वैच्छिक) चरण, सामान्य रूप से, प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है, मध्य चरण अपरिवर्तनीय हो सकता है (जैसा कि रेनिन और उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में अभी उल्लेख किया गया है) या प्रतिवर्ती (जैसे ग्लाइकोलाइसिस उपपचयी मार्ग में कई प्रतिक्रियाएं)।

कार्यद्रव्य सांद्रण में वृद्धि से, एंजाइम-कार्यद्रव्य सम्मिश्रण की संख्या में वृद्धि की संभावना के कारण प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होगी; यह तब तक होता है जब तक एंजाइम की सांद्रतासीमित कारक नहीं बन जाती।

कार्यद्रव्य संकीर्णता

Main article: एंजाइम संकीर्णता

हालांकि एंजाइम सामान्यतः अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, कुछ एक से अधिक कार्यद्रव्य पर उत्प्रेरण करने में योग्य होते हैं, इस गुण को जिसे एंजाइम संकीर्णता कहा जाता है। एक एंजाइम में कई मूल कार्यद्रव्य और व्यापक विशिष्टता (जैसे -साइटोक्रोम p450 s द्वारा ऑक्सीकरण) हो सकते हैं या इसमें समान स्वदेशी कार्यद्रव्य के सममुच्चय के साथ एक एकल मूल कार्यद्रव्य हो सकता है जो कि कुछ कम दर पर उत्प्रेरित कर सकता है। वे कार्यद्रव्य जो दिए गए एंजाइम में कृत्रिम परिवेशीय के साथ प्रयोगशाला अवस्थापन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, आवश्यक रूप से विवो में एंजाइम की प्रतिक्रियाओं के शारीरिक, अंतर्जात कार्यद्रव्य को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। यथार्थ तात्पर्य यह है कि एंजाइम आवश्यक रूप से शरीर में उन सभी प्रतिक्रियाओं को नहीं करते हैं जो प्रयोगशाला में संभव हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, जब वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस (FAAH) एंडोकैनाबिनोइड्स 2-एराकिडोनॉयलग्लिसरॉल (2-AG) और एनांडामाइड को कृत्रिम परिवेश में तुलनात्मक दरों पर हाइड्रोलाइज कर सकता है, वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस के आनुवंशिक या औषधीय विघटन एनामाइड को बढ़ाता है लेकिन 2-AG को नहीं, यह सुझाव देता है कि 2-AG FAAH के लिए विवो कार्यद्रव्य में अंतर्जात नहीं है।[10] एक अन्य उदाहरण में, N-एसाइल टॉरिन (एनएटी) को वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस-बाधित जानवरों में नाटकीय रूप से वृद्धि करने के लिए देखा जाता है, लेकिन वास्तव में कृत्रिम परिवेशीय वसामय अम्ल एमाइड हाइड्रोलेस कार्यद्रव्य में अपर्याप्त हैं।[11]


संवेदनशीलता

संवेदनशील कार्यद्रव्य को संवेदनशील सूचकांक कार्यद्रव्य के रूप में भी जाना जाता है, वे दवाएं हैं जो चिकित्सीय दवा-दवाओ की परस्पर क्रिया (DDI) अध्ययनों मे दिए गए उपापचय मार्ग के मजबूत सूचकांक अवरोधक के साथ ≥5-गुना AUC के तहत वृद्धि दर्शाती हैं .[12]

मध्यम संवेदनशील कार्यद्रव्य ऐसी दवाएं हैं जो नैदानिक ​​DDI अध्ययनों में दिए गए उपापचय मार्ग के मजबूत सूचकांक अवरोधकों के साथ ≥2 से <5-गुना के AUC के तहत वृद्धि दर्शाती हैं।[12]


कार्यद्रव्य के बीच सहभागिता

एक ही साइटोक्रोम P450 आइसोजाइम द्वारा उपापचय के परिणामस्वरूप कई चिकित्सीय रूप से महत्वपूर्ण दवा-दवाओ की परस्पर क्रिया हो सकती है।[13].


यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "substrate". doi:10.1351/goldbook.S06082
  2. ↑ 2.0 2.1 "एएफएम, एसटीएम के लिए सबस्ट्रेट्स". www.emsdiasum.com. Retrieved 2019-12-01.
  3. ↑ Hornyak, G. L.; Peschel, St.; Sawitowski, Th.; Schmid, G. (1998-04-01). "टीईएम, एसटीएम और एएफएम क्लस्टर और कोलाइड्स का अध्ययन करने के लिए उपकरण के रूप में". Micron. 29 (2): 183–190. doi:10.1016/S0968-4328(97)00058-9. ISSN 0968-4328.
  4. ↑ "एएफएम, एसटीएम के लिए सिलिकॉन वेफर्स". Electron Microscopy Sciences. Retrieved 2019-12-01.
  5. ↑ Zhang, Hang; Huang, Junxiang; Wang, Yongwei; Liu, Rui; Huai, Xiulan; Jiang, Jingjing; Anfuso, Chantelle (2018-01-01). "द्वि-आयामी सामग्री के लिए परमाणु बल माइक्रोस्कोपी: एक ट्यूटोरियल समीक्षा". Optics Communications. Optoelectronics and Photonics Based on Two-dimensional Materials. 406: 3–17. doi:10.1016/j.optcom.2017.05.015. ISSN 0030-4018.
  6. ↑ "नमूना धारक - एक्स-रे विवर्तन". Bruker.com. Retrieved 2019-12-01.
  7. ↑ Clark, Christine M.; Dutrow, Barbara L. "एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन". Geochemical Instrumentation and Analysis.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  8. ↑ Detavernier, Christophe; Dendooven, Jolien; Sree, Sreeprasanth Pulinthanathu; Ludwig, Karl F.; Martens, Johan A. (2011-10-17). "परमाणु परत जमाव द्वारा नैनोपोरस सामग्री की सिलाई". Chemical Society Reviews. 40 (11): 5242–5253. doi:10.1039/C1CS15091J. ISSN 1460-4744. PMID 21695333.
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