Создана машина, способная автоматически собирать самые сложные молекулы, действуя на микроскопическом уровне - «Наука и технологии»

Синтез молекул различных химических соединений является невероятно сложным и трудным процессом, требующим большого количества рабочего времени персонала с самым высоким уровнем квалификации. Даже у высококвалифицированных химиков в особо тяжелых случаях поиски процессов синтеза молекул определенных видов могут занять несколько лет, а выяснение и описание всех их свойств - и того больше. Однако, эта ситуация вскоре изменится коренным образом благодаря машине, разработанной учеными из университета Иллинойса. Эта чудо-машина уже может автоматически синтезировать любую из обширного ряда сложных молекул по нажатию лишь только одной кнопки.

Ученые из Иллинойса полагают, что их изобретение, в основе которого лежит ряд новых принципов синтеза, позволит значительно увеличить скорость проведения научных исследований, стать эффективным средством при разработке новых лекарственных препаратов и принести огромную пользу в других областях, в которых требуется синтез сложных молекулярных соединений.

"Мы взяли очень сложный процесс химического синтеза и максимально упростили его за счет использования автоматизации и ряда других современных технологий" - рассказывает профессор Мартин Берк (Martin Burke), глава исследовательской группы, - "Эта простота, определяемая высоким уровнем автоматизации, позволит заниматься синтезом молекул даже неспециалистам в этой области, что в свою очередь позволит увеличить количество открытий, сделанных в самых разных областях".

Разрабатывая свою машину, исследователи начали с самых основ химического синтеза. Они "разбили" процессы синтеза сложных молекул на последовательность синтеза более мелких составляющих элементов, которые сами синтезируются достаточно простыми способами. И из этих простых заготовок производится синтез сложных молекул, который проходит при помощи одной, максимум двух химических реакций.

Процесс синтеза в новой машине напоминает нанизывание бусинок на ниточку. Взяв за основу один стандартный блок будущей молекулы, машина присоединяет к нему следующий. После этого система смывает лишние химикаты и делает следующий шаг, добавляя к молекуле еще один блок. Основным козырем исследователей является тщательно разработанная система последовательности соединений "стандартных блоков", а в роли этих блоков выступают молекулы распространенных химических соединений, большинство из которых можно просто купить в специализированных магазинах химических реактивов.

В качестве демонстрации эффективности такого подхода ученые произвели синтез 14 разных типов маленьких, но сложных молекул. Некоторые из этих молекул содержали кольцевые структуры, которые достаточно тяжело синтезировать обычными методами, но которые были получены без особых затруднений в автоматическом режиме.

"Работа группы доктора Берка привела к тому, что сложнейший процесс синтеза маленьких молекул стал высокоэффективным, гибким и доступным для широких масс исследователей и ученых" - рассказывает Майлз Фабиан (Miles Fabian), ученый из института Health's National Institute of General Medical Sciences, учреждения, финансировавшего этот проект, - "И эта машина, безусловно, окажет огромное влияние на темпы продвижения, на количество новых открытий в области синтетической химии, биологии и других естественных наук".