Onderzoekers van drie Amerikaanse universiteiten ontwikkelden een machine voor het geautomatiseerd maken van verschillende soorten biomoleculen. Zo kunnen met slechts een klein aantal chemicaliën duizenden soorten biomoleculen gemaakt worden.
Het proces waar de machine voor gebruikt wordt, en dat veel weg heeft van 3d-printen op moleculair niveau, staat vrijdag beschreven in de laatste editie van Science. Met de machine is het mogelijk om op een goedkope manier snel en flexibel verschillende biomoleculen of small molecules te synthetiseren, die bijvoorbeeld voorkomen in bijzondere planten. Zo lijkt het synthetiseren van een complex molecuul uit verschillende chemische basisingrediënten heel simpel, maar dat is het niet, zegt hoofdontwikkelaar Martin Burke op PopularMechanics.
"Er zijn veel moleculen in de natuur met bijzondere eigenschappen en die zijn heel moeilijk na te maken. Ook kun je die niet bij de laboratoriumgroothandel krijgen," zegt Burke. "De algemene aanname is lang geweest dat je per molecuul een eigen manier moet verzinnen om ze te kunnen bouwen, zeker als je er een geautomatiseerd proces van wilt maken. Wij hebben laten zien dat je steeds hetzelfde systeem kunt gebruiken en toch steeds radicaal verschillende moleculen kunt bouwen. Je hoeft alleen maar het stap-voor-stap proces aan te passen."
De nieuwe machine simplificeert het synthetiseren tot een aantal algemene stappen. Elke stap vereist een aantal startchemicaliën die in verschillende bouwblokken aangeboden worden. De machine biedt een bouwblok aan, waarna er tot een chemische reactie wordt aangezet. Vervolgens worden de bijproducten verwijderd. Zo wordt elk molecuul langzaam van de grond op opgebouwd.
Op deze manier weet de machine duizenden verschillende chemicaliën te maken in veertien verschillende klassen van biomoleculen. Helaas is niet alle informatie vrijelijk beschikbaar, zoals de manier om de gewenste moleculen te scheiden van de te verwijderen bijproducten.
Small molecules worden onder andere gebruikt voor medicijnen, oleds en fotovoltaïsche cellen. De machine kan mogelijk helpen bij onderzoek naar oleds en zonnecellen voor elektronica, door sneller verschillende varianten van de moleculen en hun eigenschappen te kunnen testen.
Wetenschap
