英国科学家已经开发出一种有机化学自动化系统和编程语言,希望能更容易和简单的为人们再现复杂的反应。Chemputer从李·克罗宁格拉斯哥大学的团队展示了这些功能的自主制造三种药物,包括伟哥和安眠药。

我开发了一个本体有机合成。这使它有别于任何想象

李·克罗宁,格拉斯哥大学

外部,现有Chemputer看起来像一个混合的液体处理机器人,注射器泵和阀门,常规化学实验室玻璃器皿。然而,克罗宁强调编程“本体”指导的重要性。”它是一个可编程的通用系统,我开发了有机合成的本体是什么使它有别于任何想象,”克罗宁告诉必威体育 红利账户

一张照片显示一个Chemputer设置

来源:克罗宁,化学学院的格拉斯哥。

虽然Chemputer看起来像现有的化学系统,计算机环境底层小说,它努力是普遍的

本体可以将有机合成分成四种常见步骤:反应,检查、分离和净化。“一般情况下,合成化学没有与之关联的其他步骤,”克罗宁解释道。抽象”,让我们明白,我们可以做一个编程语言,将适用于所有立即化学家,因为它包含了圆底烧瓶。

Chemputer Chempiler程序集成了一个地图,发送指令到不同的模块。虽然现有的布局可以描述语言,GraphML,克罗宁的团队已经开发一个特定的语言编码的化学过程,他们称之为化学组装(分歧)。

图像显示Chemputer的示意图表示,强调模块用于四个常见的单元操作

来源:塞巴斯蒂安·施泰纳等DOI: 10.1126 / science.aav2211

Chemputer使用四个关键概念:反应,检查、分离和净化

化学家可以写他们的指令在化学描述性的语言(XDL),也由格拉斯哥团队开发,并把它转换成鸿沟。发送鸿沟命令,如“开始搅拌反应器”Chempiler Chemputer然后触发产生行动。这个本体使Chemputer是普遍的,包括不同的系统与不同模块“指纹”形状、大小和类型。

使系统无缝地工作还涉及一些巧妙的细节。自动识别不同溶剂阶段之间的接口在分离克罗宁的团队利用电导率测量。Chemputer包括一个管将混合物的旋转蒸发器模块,除去溶剂。然而,这导致材料被抓到在管。格拉斯哥的科学家因此附加磁搅拌器珠管移动的方式。

使发现

展示了Chemputer,克罗宁的团队安眠药(盐酸苯海拉明)在四个步骤没有人工干预,收益率报58%的理论最大可能在77小时。他们也合成抗痉挛的药物rufinamide孤立的46%收益率三个步骤在38小时。相比之下,38%的收益率为人工合成。同样,Chemputer伟哥(西地那非)在四个步骤102小时44%孤立的收益率。

计划显示西地那非的合成路线

来源:塞巴斯蒂安·施泰纳等DOI: 10.1126 / science.aav2211

安眠药Chemputer的合成路线

克罗宁的团队已经着手Chemputer更容易使用。在Chemify网站他们打算分享Chemputer脚本,使用自然语言处理和简化XDL编程。需要你的合成和按“转换”按钮时,它将它转换成化学代码,”克罗宁解释道。

通过提供他们的蓝图和代码科学界,克罗宁实验室继续履行民主化的合成和正在进行的任务的人,毫不夸张地说,建议改善再现性的秘诀,”说阿娜特米洛以色列内盖夫的本-古里安大学,以色列。我很兴奋地看到这种技术的实现,不同的实验室是否能把它扭曲他们的个性化。

安娜·斯莱特利物浦大学的观察到自动化系统通常是呆板,这创造了一个高门槛。的克罗宁集团使用圆底烧瓶和可重构的途径降低这一障碍,”她说。“我当然想试着做一个。”但是,她发现最有趣的编程语言的潜力。'我会非常兴奋的未来普遍的发布,以明确的格式,所有的反应——成功和失败——相关的出版物。

这是非常克罗宁的愿景的一部分使用Chemputers化学家提供了生活上的方便,而不是威胁。这不是取代台式化学发现,使其可再生的,直到永远,”他强调。因此他现在希望反馈。“100强分子在实验室里,真的很烦人,人们愿Chemputer代码?”他问道。我们会一群人合作使这些分子Chemputer代码并验证它们。Chemputer甚至有一个Twitter帐户将发布更新,收到请求分子等等。”