À l'avenir, les goulets d'étranglement dans l'approvisionnement en médicaments pourraient être plus facilement éliminés. Une machine automatisée pour la synthèse radiale développée par des chimistes de l'Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces permettra la production flexible d'agents médicaux et d'autres produits chimiques. L'appareil peut être rapidement reprogrammé pour la synthèse de substances diverses, même complexes, sans avoir à être modifié. Il peut combiner des étapes de synthèse qui nécessitaient auparavant plusieurs appareils. L'appareil peut également produire les matériaux à distance. La nouvelle technologie facilite également les développements basés sur les données en chimie et pourrait ainsi accélérer la recherche de nouveaux produits chimiques et processus de réaction.

La production chimique est un travail de précision. Qu'il s'agisse d'agents médicaux ou d'autres produits chimiques, les chimistes doivent toujours concevoir individuellement les processus de fabrication. Ils doivent également concevoir les systèmes correspondants spécifiquement pour chaque produit. Cela pourrait être grandement facilité avec la machine automatique de synthèse radiale, du moins si une substance n'est pas nécessaire en quantités énormes. "Avec la synthèse radiale, nous créons un changement de paradigme en chimie, ", explique Peter Seeberger. Une équipe du département du directeur de l'Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces a aidé à développer la nouvelle approche de la synthèse chimique.

Accès flexible aux substances

D'une part, la machine de synthèse permet de fournir aux personnes dans des endroits difficiles d'accès ou dans des zones sans industrie chimique des agents médicaux ou d'autres substances selon les besoins s'ils ne peuvent pas y être stockés ou transportés. Cela pourrait être utile lors de pénuries inattendues d'agents médicaux actifs et fournir aux habitants des pays en développement un accès flexible aux substances, surtout lorsque le besoin ne peut pas être prévu. « Le seul goulot d'étranglement qui pourrait exister dans la disponibilité des produits chimiques de base, " dit Seeberger. " Mais avec les matières premières à portée de main, c'est une énorme opportunité."

D'autre part, la machine de synthèse flexible ouvre des perspectives complètement nouvelles pour la recherche chimique. Après tout, les agents médicaux en particulier ont souvent une structure compliquée. Des différences mineures peuvent avoir des effets majeurs. A la recherche de la meilleure substance, les chimistes synthétisent généralement de nombreuses molécules différentes avec de légères variations. Jusqu'à maintenant, ils ont souvent dû changer (ou du moins reconstruire) leur équipement. Cela implique un travail manuel fastidieux. Ceci s'applique également au développement des voies réactionnelles optimales une fois que la molécule la plus efficace a été trouvée.

Chimie basée sur le modèle des services Internet

"Avec la synthèse radiale, nous pouvons éliminer en grande partie le travail manuel de la chimie, " dit Seeberger. S'il réussit, la chimie sera bientôt exploitée comme des services Internet :« Vous êtes peut-être assis devant votre ordinateur, mais le serveur sur lequel tourne une application est ailleurs dans le monde, " dit Seeberger. De même, les chimistes peuvent être en mesure de contrôler leurs expériences à distance. "Cela nous permettra de tester beaucoup plus de substances et de réactions, " dit Seeberger. " De cette façon, nous pouvons recueillir beaucoup plus de données, et beaucoup plus fiables. à son tour, pourrait aider à l'analyse des mégadonnées en chimie. "Et ultimement, même une intelligence artificielle qui a développé des compétences chimiques grâce à une formation avec d'énormes quantités de données pourrait prendre en charge la recherche de nouvelles substances potentielles pour une application souhaitée ou des voies de réaction efficaces, " explique Seeberger. Les chimistes pourraient alors consacrer leur énergie à des tâches pour lesquelles ils ne peuvent pas s'appuyer sur l'expérience et qui ne peuvent donc pas être résolus à l'aide de méthodes basées sur les données.

Le champ expérimental est fourni par la synthèse radiale car elle combine deux techniques de procédés fondamentalement différentes :cyclique et linéaire. La synthèse cyclique est la méthode de choix lorsque les chimistes veulent produire des biopolymères tels que des protéines, les glucides, ou des brins d'ADN. Ce faisant, ils font passer une molécule dans un cycle à travers un réacteur dans lequel le même type de réaction chimique a lieu encore et encore de sorte que la molécule se développe progressivement en une chaîne. Différents éléments peuvent également être liés à la chaîne dans les cycles individuels. En synthèse linéaire, d'autre part, une molécule passe par plusieurs stations où différentes réactions ont lieu dans différents appareils ou au moins dans différentes parties d'un appareil.

Industrie

Les chercheurs de Potsdam combinent désormais les deux techniques en disposant plusieurs réacteurs de synthèses cycliques en cercle autour d'une sorte de plaque tournante. Cela leur permet de transporter à distance des produits intermédiaires d'un réacteur cyclique à un autre et de les combiner avec des étapes de processus linéaires. « Nous pouvons combiner de manière flexible différentes réactions, même rapides et lentes, " dit Seeberger. Les conversions chimiques qui ont lieu à des vitesses différentes ne peuvent pas être effectuées efficacement dans les usines chimiques linéaires conventionnelles car le mélange réactionnel les traverse à une vitesse constante.

Les chercheurs de Potsdam vont maintenant tester davantage la polyvalence de la synthèse radiale. Ils ont déjà déposé la technologie sous forme de brevet, et les premières entreprises industrielles ont déjà manifesté leur intérêt. En effet, la nouvelle machine de synthèse peut les aider à accélérer considérablement la recherche de nouveaux produits et leur développement. Cela permettrait non seulement de réduire les coûts, mais pourrait également conduire à plus d'innovation.