Показать изображение крупным планом

Закрыть

Команда Петера Зеебергера (Peter Seeberger) из Института коллоидов и поверхностей Общества Макса Планка разработала автономную химическую лабораторию "синтетический автомат", способную синтезировать многие органические соединения, в том числе необходимые для производства активных фармацевтических субстанций. Прорыв поистине стратегический, поскольку большая часть медикаментов сегодня производится в Китае и Индии. Ученые уже подали заявку на патент на эту уникальную разработку. Однако в условиях вызванного пандемией кризиса устройство едва ли может быть введено в эксплуатацию. Для этого требуется еще несколько оптимизаций и многочисленные тестирования.

"Синтетический автомат" внешне напоминает огромный шкаф с множеством отсеков, начиненных химической аппаратурой. Компьютер, размещенный в одном из отделений установки, управляет химическими синтезами по заданной программе через интернет. В течение одного рабочего цикла аппарат работает полностью автономно, его даже не нужно перестраивать вручную, чтобы заменить реакторы. Перепрограммировать требуется лишь условия реакции: температуру и скорость потока.

Центральный элемент "синтетического автомата" – вращающийся диск, окруженный по периметру несколькими химическими реакторами. В каждом из реакторов проходят специфические реакции с определенными смесями. Полученный в одном реакторе продукт поступает на диск и переносится в следующий реактор, чтобы вступить во взаимодействие уже с другими реагентами, затем в следующий. Конечный продукт реакционной цепочки, отделенный от растворителя и полностью очищенный, собирается в приемном контейнере. Завершается синтетический процесс анализом произведенного вещества, также полностью автоматическим.

"Химический автомат  с радиальным синтезом  – это смена парадигмы в химии, – говорит Петер Зеебергер. – Мы развиваем принципиально новый подход к химическому синтезу веществ.  Такой автомат позволит совсем исключить ручную работу и заменит человека в этом процессе". Получение заданного вещества может стать такой же общедоступной интернет-услугой, как, например, фотопечать, которую можно заказать из дома.  Ученые смогут через приложение на своем ноутбуке дать поручение серверу провести автоматический синтетический эксперимент в любой лаборатории мира. Людей, находящихся в труднодоступной местности, где нет химического производства, синтетический автомат сможет оперативно обеспечить  необходимым веществом, полупродуктом или фармацевтической субстанцией.

Для демонстрации возможностей автономной "химической фабрики" ученые запустили производство нескольких сложных органических веществ, среди которых, к примеру, действующее вещество руфинамид, применяемое в лечении тяжелой формы эпилепсии. В Потсдаме продолжают тестировать свое ноу-хау и производить новые вещества. В стратегических планах – поставить на "электронный конвейер" синтез сотен химических соединений, чтобы в идеале работник аптеки смог самостоятельно произвести отсутствующее  лекарство прямо на рабочем месте.

Арина Попова