“机器人化学家”在一天内优化反应

美国的研究人员已经开发出自动流动反应器，可对实验结果作出反应，并在一天内确定催化反应的最佳条件．

确定催化反应的理想条件是一个费力的过程:除了评估温度、时间和试剂浓度等连续变量外，选择最有效的催化剂体系很容易需要进行数百个独立的实验。

现在，一组化学家和化学工程师由斯蒂芬·布奇华而且Klavs詹森麻省理工学院的研究员开发了一个系统，大大减少了研究人员优化反应的时间。这种免手方法在96个实验中确定了一系列铃木-宫浦交叉偶联反应的最佳条件，每个实验耗时不到10分钟。铃木-宫浦交叉偶联是工业上广泛使用的重要碳-碳键形成反应。

“我们在这里展示的机器人系统进行自己的实验，处理数据，并使用它收集的信息来选择新的实验来优化每个反应，类似于化学家的做法，”解释道布兰登Reizman他参与了这个项目。

该系统使用自动液体处理器来产生微升级的反应液滴。这些物质被推入聚四氟乙烯管反应器，得到的混合物通过高效液相色谱分离，并通过紫外-可见光谱和质谱分析。然后，计算机算法对结果进行处理，并将指令反馈给液体处理器，以制备下一个反应液滴。

Reizman解释说:“该算法会考虑离散变量和连续变量之间的共同关系，比如温度和时间，然后利用这些关系，它会非常快速地收敛到它认为最好的结果。”

瑞安·哈特曼来自美国纽约大学的流动化学和微系统专家，称赞这项研究是“促进合成化学和化学工程的重要贡献”。在谈到新系统的意义时，他说:“实验室规模反应堆的自动化是最重要的，也是最具挑战性的化学工程壮举之一，它可能会彻底改变我们在21世纪发现科学的方式。”他还指出，这项研究是“为什么科学家和工程师必须合作的一个非凡的基准”。

展望未来，Jensen解释说，该小组热衷于进一步开发该系统，使其可以用于更广泛的复杂反应。他说:“我们正在努力构建非常强大的算法，因为理想情况下，我们希望的是一种任何人都可以接近并使用的方法。”