Zázračná mašina na syntézu malých organických molekul

Prof. Martin Burke chemistry laboratory equipment.

3D tiskárna na molekuly. Kredit: L. Brian Stauffer / University of Illinois.

Chemici vyvíjejí 3D tiskárnu organických molekul, která by jim měla hodně usnadnit život. Těší se na ni také vývojáři nových léků a aplikací.

V laboratořích organické chemie je velká poptávka po malých organických molekulách, které slouží pro tvorbu složitých organických molekul s báječnými vlastnostmi. Potíž je v tom, že příprava samotných těchto základních organických sloučenin bývá otravně zdlouhavá a komplikovaná. Podle Martina Burkeho z Lékařského institutu Howarda Hughese (HHMI) je to prý až tak strašné, že nám obtíže se syntézou základních organických objevů nepochybně zabránily v řadě významných objevů. Prostě na ně nezbyla energie, čas nebo finanční prostředky.

Marty Burke, professor of chemistry

Martin Burke. Kredit: University of Illinois.

Burke a jeho kolegové se to ale rozhodli změnit. Důkladně se do toho obuli a postavili zázračnou mašinu, která dovede automatizovaným procesem syntetizovat 14 různých typů malých organických molekul ze souboru základních stavebních látek. Sami vědci hovoří o 3D tiskárně na organické molekuly a svoji novou technologii nedávno představili v časopisu Science. Jejich mašina organických zázraků je zatím v plenkách, ale Burke už sní o tom, jak s 3D tiskárnou budou pracovat zákazníci z celého světa. Najdou si webové stránky projektu, vyberou si potřebné suroviny, poskládají z nich proces syntézy a přes webové rozhraní ho spustí. Pak už se budou těšit, až jim syntetizované organické látky doručí pošta. Aby to bylo více stylové, mohly by nádobky s organickými látkami roznášet drony. Tak daleko Burke a spol. ještě nejsou, ale podle všeho na tom intenzivně pracují.

revolution

Logo REVOLUTION Medicines.

Burke se k mašině na organické zázraky dostal přes hledání nových neokoukaných léčiv. Příroda je plná zajímavých látek a Burke hledal takové, které by mohl využít v medicíně. S kolegy přitom museli syntetizovat nejen samotné objevené látky, ale i jejich mírně upravené varianty. Vědci časem zjistili, že doopravdy nejhorší překážkou je pro ně právě syntéza potřebných jednoduchých organických molekul. Úplně jim to svazovalo ruce. A pak je napadlo vyrobit si na ně molekulární 3D tiskárnu.

HHMI

Logo HHMI.

Vlastně je k tomu inspirovala příroda. Organismy si totiž většinu malých organických molekul vyrábějí jediným, univerzálním výrobním postupem. Jako by měly jedinou výrobní linku. Používají k tomu jen docela omezený počet základnách stavebních bloků, které skládají dohromady vždy stejně, s pomocí stále stejných chemických triků. Přírodou vytvořené malé organické molekuly mají tudíž krásně modulární strukturu, jako by je někdo postavil ze stavebnice LEGO. Burkeho tým to pečlivě prozkoumal a vytipoval si ty nejběžnější stavební molekuly, kterými pak naplnil molekulární 3D tiskárnu. Každou takovou molekulu vybavili dvěma chemickými spojkami, díky kterým se stavební bloky mohou snadno skládat do větších celků.

Burke a spol. vyvinuli celé stovky základních stavebních bloků a v současnosti je už nabízejí na trhu. Také založili společnost REVOLUTION Medicines, v níž chtějí pokračovat s intenzivním vývojem nové technologie. Prý už jsou teď připraveni syntetizovat rozmanité a velmi komplexní organické látky přírodního původu a také jejich rozličně pozměněné varianty. Burkeho fascinuje představa, že si s jejich zázračnou mašinou bude moct syntetizovat malé organické molekuly úplně každý – vědci všeho druhu, technici, lékaři a také široká veřejnost, když to shledá dostatečně povznášejícím.

Burke věří, že by jejich 3D tiskárna organických molekul mohla vyvést organickou chemii z přítmí laboratoří s pár zasvěcenými a odpálit mezi lidmi explozi kreativity a inovací. Škarohlídi se jistě budou ptát, jestli Burke a spol. do své mašiny zamontovali pojistku proti výrobě výbušnin a jedů, pro mírné optimisty je ale tenhle přístup fascinující demokratizací organické chemie, který rozhodně stojí za pokus.

Standa Mihulka

Další populárně naučné články Standy Mihulky i mnoha dalších můžete nalézt na portálu osel.cz