來源：e鍵打印
發(fā)布時間：2015-06-04 09:14:12
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最近，美國科學家研究出可以在分子水平工作的3D打印機——分子制造機。使用該3D打印機，人們將可輕松組裝出復雜的小分子。這一突破性的研究成果是由一群來自伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校的化學家完成的，其負責人是化學教授Martin D. Burke。
化學教授Martin D. Burke
何為小分子？一般而言，小分子是一種由碳-碳鍵構(gòu)成的密集組裝在一起的復雜結(jié)構(gòu)。制造復雜小分子的難度是目前研發(fā)新藥等的主要障礙。Burke的目的就是簡化小分子制造的過程。
他表示化學家們?nèi)缧韬铣尚》肿樱酶叨榷ㄖ频姆椒ǚ浅碗s，大多數(shù)研究人員無法做到，并且還要花費非常長的時間。Burke說，“到目前為止，瓶頸就是合成環(huán)節(jié)……（合成環(huán)節(jié)）在許多領(lǐng)域進展緩慢，有許多分子根本就是讓制藥公司望而卻步，因為合成的難度非常高。”
Burke的新技術(shù)將突破這一瓶頸，“我們希望把一個非常復雜的化學合成過程變得簡單化。簡單可以導致自動化，而這種自動化，將會帶來廣泛的科學發(fā)現(xiàn)，因為大量的非專業(yè)人員也能夠從事這項工作。”Burke解釋說。
對于新技術(shù)，Burke以“搭積木”為例做了形象描述。“在過去的幾年里，我們一直在研究如何將這些復雜的分子拆開，這樣我們就可以像搭積木一樣把他們重新組裝到一起。”具有相同連接件的“化學積木”可以用一個簡單的反應(yīng)“縫合”起來，就像堆樂高積木，其咬合方式一樣，但可堆出不同形狀。研究人員設(shè)計了一個簡單的“捕獲——釋放”方法以實現(xiàn)自動化的積木式組裝，這一方法每次可增加一個“積木”，且在和下一個“積木”連接之前會把多余的沖洗掉。
研究團隊目前已經(jīng)可以制造包括制造難度很大的環(huán)結(jié)構(gòu)的14種不同類別的小分子，均使用了自動積木式組裝技術(shù)。他們開發(fā)出了上百種具備商業(yè)價值的“化學積木”。當然，商業(yè)價值并非Burke的重要目的，他表示，“重要的是，我們正在證明通過一定數(shù)量的“積木（或構(gòu)建單元），我們可以制造出許多不同類型的天然產(chǎn)品。”
小分子合成技術(shù)是現(xiàn)代藥物研發(fā)和制造的基礎(chǔ)之一，另外如LED、太陽能電池以及診斷工具同樣依賴于這一技術(shù)。3D分子制造機的面世，將大幅促進諸如新藥開發(fā)等領(lǐng)域的快速發(fā)展。眼下，這一自動合成技術(shù)已經(jīng)授權(quán)于專注于使用小分子開發(fā)新藥的Revolution醫(yī)藥公司，Burke是這家公司創(chuàng)始人之一。
創(chuàng)客聯(lián)盟認為，生物醫(yī)藥是現(xiàn)代醫(yī)學的基礎(chǔ)之一，3D打印技術(shù)的獨特優(yōu)勢可對生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)提供非常大的便利性。如Burke教授所言，新藥的開發(fā)難度在于小分子制造，這也是新藥開發(fā)成本高昂之根本，并直接導致新藥的離譜離譜。3D分子制造機將徹底改變這一狀況，新藥開發(fā)的合成瓶頸將不復存在。
