"Chemputer" verspricht app-gesteuerte Revolution in der Arzneimittelherstellung

03.12.2018 - Großbritannien

Eine radikal neue Methode zur Herstellung von Medikamentenmolekülen, die mit Hilfe von herunterladbaren Blaupausen organische Chemikalien einfach und zuverlässig über einen programmierbaren "Chemcomputer" synthetisiert, könnte zur Demokratisierung der Pharmaindustrie eingesetzt werden, sagen Wissenschaftler.

In einem neuen Artikel, der online in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, präsentieren Forscher der University of Glasgow zum ersten Mal, wie die Synthese wichtiger Arzneimittelmoleküle in einem erschwinglichen und modularen Chemie-Roboter-System, das sie einen Chemputer nennen, erreicht werden kann.

Während die jüngsten Fortschritte in der chemischen Produktion es ermöglicht haben, einige chemische Verbindungen im Labormaßstab über automatisierte Systeme herzustellen, wird der Chemputer durch einen neuen universellen und interoperablen Standard zum Schreiben und Teilen von chemischen Rezepten unterstützt, der vom Team der Universität Glasgow entwickelt wurde. Der Schlüssel dazu war die Entwicklung einer allgemeinen Abstraktion für die Chemie, die universell, praktisch und durch ein Computerprogramm gesteuert werden kann.

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Diese chemischen Rezepte, die auf einem Computerprogramm ausgeführt werden, das das Team den Chempiler nennt, weisen den Chemiker an, Moleküle auf Abruf zu produzieren, kostengünstiger und sicherer als je zuvor.

Die Forscher behaupten, dass die Fähigkeit, einen universellen Code zu verwenden, es Chemikern auf der ganzen Welt ermöglichen wird, ihr Rezept in digitalen Code umzuwandeln, so dass andere Rezepte teilen und herunterladen können, die ähnlich wie Musik heute bei iTunes oder Spotify ist.

Der Chemputing-Ansatz wurde von Professor Lee Cronin, dem Regius Chair of Chemistry der Universität Glasgow, entworfen und entwickelt. sagte Professor Cronin: "Dieser Ansatz ist ein wichtiger Schritt bei der Digitalisierung der Chemie und wird die universelle Zusammenstellung komplexer Moleküle auf Abruf ermöglichen und die Fähigkeit demokratisieren, neue Moleküle mit einer einfachen Software-App und einem modularen Chemiecomputer zu entdecken und herzustellen.

"Rezepte für Medikamente online verfügbar zu machen und über ein kompaktes Chemie-Computer-System zu synthetisieren, könnte es Medizinern in entlegenen Teilen der Welt ermöglichen, lebensrettende Medikamente zu entwickeln, wenn sie zum Beispiel benötigt werden, oder Forscher, die neu entwickelte Arzneimittelmoleküle für innovative Behandlungen leicht teilen können. Die Anwendungsmöglichkeiten sind enorm, und wir freuen uns sehr, mit diesem revolutionären neuen Ansatz in der organischen Chemie führend zu sein."

In dem Beitrag demonstriert das Forscherteam der Fakultät für Chemie der Universität das Potenzial des Systems, indem es drei verschiedene Arzneimittel in einem Robotersystem produziert, indem es einfach die Software und die Inputchemikalien ändert. Sie schufen das Schlafmittel Nytol, das Anfallsmedikament Rufinamid und die Behandlung der erektilen Dysfunktion Viagra in vergleichbaren Ausbeuten wie bei der traditionellen von Menschen kontrollierten Synthese.

Der Desktop-Chemcomputer selbst entnimmt chemische Rohstoffe in flüssiger Form in und aus einer Reihe von Modulen, die in der Lage sind, die für die Vervollständigung einer synthetischen Sequenz erforderlichen Vorgänge durchzuführen.

Die für das System entwickelten Module bestehen aus einem Reaktionsmodul, einer Heiz- oder Kühlanlage mit Mantelfiltration, einem automatisierten Flüssig-Flüssig-Trennmodul und einem Lösungsmittelverdampfungsmodul.

Originalveröffentlichung

S. Steiner, J. Wolf, S. Glatzel, A. Andreou, J. Granda, G. Keenan, T. Hinkley, G. Aragon-Camarasa, P. J. Kitson, D. Angelone, L. Cronin; "Organic synthesis in a modular robotic system driven by a chemical programming language"; Science; 2018

https://www.chemie.de/news/159601/chemputer-verspricht-app-gesteuerte-revolution-in-der-arzneimittelherstellung.html