Aquesta impressora 3D de Química pot sintetitzar molècules des de zero

  • 2019

BurkeScience

Digueu que sou un investigador mèdic interessat en una química rara produïda en les arrels d'una flor peruana poc coneguda. Es diu ratanhine, i és valuós perquè té unes fascinants propietats anti-fongs que poden provocar grans medicaments. Obtenir les mans a la planta rara és difícil, i cap proveïdor químic és o mai l'ha venut. Però potser, gràcies al treball del químic Martin Burke de la Universitat d'Illinois, podríeu imprimir-lo bé al laboratori.

En un nou estudi publicat a la revista Ciència avui, Burke ha anunciat les especificacions de la pròpia versió de la màquina de la impressora 3D: una màquina que pot sintetitzar sistemàticament milers de molècules diferents (inclosa la família molecular de ratanina) d'un grapat de productes químics d'inici. Aquesta màquina no només podria fer pas a pas ratanhine, sinó que també podria crear una dotzena d'altres productes químics estretament relacionats, alguns mai abans sintetitzats pels humans. Això podria permetre als científics provar les propietats medicinals d'una família molecular sencera.

"Donar a la gent la possibilitat de sintetitzar molècules seria canviar el joc de maneres que no m'imagino"

"Hi ha moltes molècules a la natura amb unes propietats naturals extraordinàries, que són increïblement difícils de fer i que simplement no estan disponibles per ser adquirides en un catàleg de [laboratori]," diu Burke. "La hipòtesi general ha estat durant molt de temps que necessiteu una estratègia personalitzada per construir cada molècula, especialment si està intentant automatitzar el procés. Però hem demostrat que podeu utilitzar el mateix sistema per crear molècules radicalment diferents. modular un procés pas a pas ".

BurkeScience

La màquina de Burke simplifica el complex procés de síntesi de productes químics en una sèrie de passos generalizables. Ja sigui que intenteu formar un anell d'àtoms de carboni o separar els àtoms d'hidrogen, cada pas requereix una dosi de productes químics d'arrencada, que Burke separa en diferents blocs de construcció. Penseu en ells com a grups senzills de compostos químics com O2 o CO2 que s'aproximen.

Per dur a terme cada pas, la màquina connecta un bloc de construcció i indueix una reacció química i elimina els subproductes de la reacció, construint lentament cada molècula des del sòl. Els blocs de construcció s'agrupen com LEGO, permetent que els productes químics es barregin i es produeixi una reacció.

Mitjançant aquest procés, Burke va demostrar que la seva màquina podria fabricar milers de productes químics diferents en 14 classes diferents de petites molècules, incloses les medicines conegudes a diverses molècules utilitzades en LEDs i cèl·lules solars. La quantitat de temps que requereix la síntesi de cada molècula és una qüestió d'hores, depenent de quants passos estiguin involucrats.

Per respondre a la pregunta de per què una tecnologia tan fresca només està disponible, Burke diu que la part més difícil era descobrir el nou mètode de neteja que es produeix després de cada reacció química. (Alguns de la informació són propietaris, però Burke diu que ell i els seus col·legues van trobar una manera universal d'aïllar les molècules que volen mantenir quan es renten els subproductes).

BurkeScience

El prototip de Burke actualment està limitat en la quantitat de productes químics que pot produir. Però creu que ja es pot utilitzar per desenvolupar nous fàrmacs. Segons Burke, dient que la seva màquina pot sintetitzar ràpidament algunes molècules que d'una altra manera prendrien a un químic entrenat anys per fabricar.

"I per la línia, com la impressora 3D, espero que pugueu veure aquest procés en mans de no especialistes i fins i tot consumidors", diu Burke. "Donar a la població general la possibilitat de sintetitzar aquestes molècules seria [canviar de joc] de manera que ni tan sols puc imaginar".

Llegir Següent: Les 100 millors pel·lícules de ciència ficció de tots els temps

Vídeo.

Article Següent