Синтез складних органічних речовин тепер можна проводити в один клік, правда, для цього потрібен спеціальний апарат і не менш спеціальний софт.
Між приготуванням їжі і синтезом хімічних речовин є щось спільне. Не в тому сенсі, що деякі хімічні речовини можна використовувати в їжу, хоча і це, звичайно, теж, а в тому, що в обох випадках існує певний рецепт, є вихідні компоненти і є бажаний продукт.
Ще один неодмінний інгредієнт - це мистецтво кухаря, від якого в чималій мірі залежить кінцевий результат. З одного і того ж набору продуктів і за одним і тим же рецептом у різних кулінарів можуть вийти досить несхожі страви. У хімічній лабораторії відбувається приблизно те саме: в одного хіміка отримуються чисті речовини, а інший змушений через раз відмивати колби від наслідків невдалого синтезу. Хоча навіть у одного і того ж висококласного хіміка якість продукту може «гуляти» в певних межах: тут він прилив розчин занадто швидко, там трохи довше тримав нагрів - все це буде відбиватися на складі або кількості синтезованих речовин.
Щоб полегшити приготування їжі і зробити цей процес доступним навіть для найбільш недосвідчених, був винайдений чудовий прилад мультиварку. Мабуть, суттєве відставання в рівні автоматизації хімічних лабораторій від кухні пересічного жителя мотивувало дослідників з Університету Глазго сконструювати пристрій, який міг би, як мультиварка, зварити бажану речовину, керуючись тільки програмою синтезу і набором вихідних реагентів.
Сама ідея такого хімічного робота, звичайно, не нова. Вже давно існують пристрої, які можуть автоматично виконувати одноманітні синтези, наприклад, збирати пептиди з окремих амінокислот. Але всі вони, як правило, дуже вузько спеціалізовані і не можуть бути використані для більш широкого кола завдань. Образно їх можна порівняти з 3D-принтерами, які можуть друкувати, наприклад, тільки фігурки котиків: надрукувати котика іншим кольором - будь ласка, а от якщо хочеться зробити собачку - купуйте інший принтер, для друку собачок.
Звичайно, відсутність таких пристроїв має цілком конкретні причини. В умовах виробничої лабораторії обслуговувати подібний апарат буде істотно дорожче, ніж просто утримувати штат з декількох хіміків. Якщо великотоннажне хімічне виробництво вже давно автоматизовано, і великим заводом може управляти команда операторів з декількох осіб, то виробляти речовини в невеликих обсягах, наприклад, компоненти ліків, досі вигідніше вручну.
Проте дослідники не залишають спроб зібрати чергового хімічного робота, що викликає питання - а навіщо вони це роблять? Насправді такий пристрій може бути дуже корисним, в першу чергу для штучного виробництва лікарських компонентів у віддалених регіонах. Навіть з урахуванням сучасного рівня глобалізації, на Землі існує безліч місць, потрапити в які дуже важко. Це може бути і наукова станція в Антарктиді, і поселення на острові або в гірських районах.
Стихійне лихо або просто погана погода може відразу відрізати людей від цивілізації на невизначений час. Порівняно недавно один далеко не найбільший ісландський вулкан з легкістю паралізував авіасполучення у всій Європі. Адже бувають ще більш безглузді ситуації, коли які-небудь ліки просто стає недоступними у всій країні через бюрократичні обмеження. У таких випадках мати під боком хімічний принтер було б вкрай зручно, оскільки не завжди поруч може опинитися професійний хімік-органік, а під'єднати до пристрою баночки з реагентами і натиснути кнопку може практично будь-який лаборант.
Повертаючись до того пристрою, який зібрали дослідники з Глазго, потрібно сказати, що це в першу чергу не скільки набір колб, клапанів і мішалок, а більше програмний комплекс, зі своєю хімічною мовою програмування - недарма вони назвали його «Chemputer», тобто хімпьютер, за аналогією з комп'ютером. Вони постаралися створити таку систему, яка могла б максимально самостійно інтерпретувати методику синтезу в набір виконуваних команд для «заліза».
Як приклад роботи створеного пристрою хіміки синтезували з його допомогою три сполуки: дифенгідрамін - антигістамінний препарат, відомий також як димедрол, протиеліптичний препарат руфінамід і силденафіл. До слова сказати, життєва необхідність останнього з'єднання з цього списку вельми неоднозначна, це скоріше із серії «хіміки жартують». Синтез кожної з цих речовин складався з трьох або чотирьох стадій, не рахуючи стадій очищення і підготовки речовин. Відео самого процесу, як відбувається синтез в автоматичному режимі, можна подивитися за посиланнями в додаткових матеріалах до статті.
На закінчення хочеться сказати, що подібний пристрій може бути використаний не тільки для синтезу лікарських сполук, але і для виробництва речовин зовсім іншого спрямування. Але така вже ситуація з будь-яким, не тільки хімічним знанням: його можна використовувати як заради користі, так і на шкоду. Хочеться сподіватися, що користь автоматизованого хімічного синтезу суттєво переважить можливу шкоду.
За матеріалами Science.