Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quantensprung in der Naturstoff-Forschung: Vollautomatisierte Synthese mit PASS-Technologie möglich

20.11.2000


Die Prinzipskizze des neuen

miniaturisierten Durchflussreaktors.


Ein Verfahren, mit welchem Naturstoffe und ihre Derivate in miniaturisierten Durchflussreaktoren automatisiert hergestellt sowie anschließend direkt auf ihre Wirksamkeit getestet werden können, haben ein
Hannoveraner und ein Clausthaler Wissenschaftler zum Patent angemeldet. Eine erste Kooperation mit dem Arzneimittelhersteller Aventis wurde eingeleitet.

Medizinisch wirksame Naturstoffe und ihre Abwandlungen (Derivate) werden heute noch sehr mühselig, quasi von Hand nach der "Erlenmeyer-Methodik", im Labor synthetisiert. Jetzt haben Professor Dr. Andreas Kirschning vom Institut für Organische Chemie der Universität Hannover und Privatdozent Dr.-Ing. habil. Ulrich Kunz vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik der TU Clausthal ein Verfahren zum Patent angemeldet, mit dem Naturstoffe und ihre Derivate in miniaturisierten Durchflussreaktoren automatisiert hergestellt und anschließend direkt auf ihre Wirksamkeit getestet werden können.

Die Wissenschaftler "kippen" dafür nur noch "oben" ihre Ausgangssubstanzen in mehrere Minidurchflussreaktoren, die jeweils für einen spezifischen Syntheseschritt "präpariert" sind: Durch ein poröses Glasrohr fließen die Substanzen in Lösung an mikrometergroßen Polymerkügelchen vorbei. Letztere sind mit chemisch bzw. katalytisch wirkenden Polymeren überzogen. Diese reagieren mit den Substanzen in Lösung und die Produkte verlassen den Reaktor am anderen Ende, wo sie analysiert werden können. Außerdem können die Produkte über Ventile von dort in den nächsten Minireaktor gepumpt werden, bis über mehrere Stufen so die Synthese eines komplexen Wirkstoffes komplett automatisiert erfolgt ist. In einem Massenspektrometer und einem qualitativen biologischen Wirksamkeitstest erfolgt die Analyse.

Dr.-Ing. habil. Ulrich Kunz steuerte die "ingenieurmäßige Hardware", den Durchflussreaktor, zum Gelingen des Projektes bei. Und die Arbeitsgruppe um Professor Dr. Andreas Kirschning, bis zum Sommer dieses Jahres im Institut für Organische Chemie der TU Clausthal beheimatet, kennt die chemisch oder katalytisch wirkenden Polymere. Sie sorgen auf den Oberflächen der Harzkügelchen für die Reaktion in der Lösung.

PASS steht für Polymer Assisted Solution-phase Synthesis. Der spätere Nobelpreisträger Merrifield hatte als Erster in den sechziger Jahren polymere Trägermaterialien zur automatisierten Synthese eingesetzt. Bei diesem Verfahren ist das Substrat während eines Mehrstufenprozesses an einem Polymer gebunden, während die Substanzen an dem Harz vorbeiströmen und sukzessive die Verbindung aufbauen. Zum Schluss wird die gewünschte synthetisierte Substanz an einer Sollbruchstelle vom Harz abgetrennt.

Professor Dr. Kirschning und Dr.-Ing. habil. Kunz haben nun dieser Methodik umgekehrt: Die Synthesebausteine "docken" nicht Schritt für Schritt an der festen Phase auf dem Polymer an, sondern sie umströmen auf ihrem Weg durch das poröse Glasrohr die Polymerkügelchen. Auf ihnen haften die chemischen Reaktionspartner oder Katalysatoren. Nach erfolgter Reaktion tritt die Substanz ihre Reise zum nächsten Syntheseschritt an. Gesteuert wird dieser Prozess mit Pumpen und über Ventile, die alle aus der chromatographischen HPLC-Technik bekannt sind. D. h. der neuartige Mikroreaktor ist vorteilhaft in eine etablierte, periphere Technik eingepasst.

Diese neuartige Synthesetechnologie erleichtert die Arbeit des Chemikers erheblich, weil jegliche arbeitsintensive und schwer zu automatisierende Reinigung entfällt. Die chemischen Reaktionspartner, die am Polymer gebunden sind können im Überschuss eingesetzt werden. So wird ein hoher Umsatz erzielt. Die Produkte können deshalb wesentlich leichter anschließend isoliert und das Reagenz oder der Katalysator nach erfolgter Regeneration problemlos wiederverwendet werden.

Eine erste Kooperation zur Erprobung der PASS-Technologie mit dem Arzneimittelhersteller Aventis wurde eingeleitet.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Andreas Kirschning
Institut für Organische Chemie
Universität Hannover
Schneiderberg 1B
D-30167 Hannover
Tel.: (+49) 511 762 4613/14
Fax.: (+49) 511 762 3011
E-Mail: Andreas.Kirschning@oci.uni-hannover.de

Institut für Chemische Verfahrenstechnik
Dr.-Ing. habil. Ulrich Kunz
Leibnizstraße 17
D-38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: ++49 (0)5323 72 2181
Telefax : ++49 (0)5323 72 2182
E-Mail : kunz@icvt.tu-clausthal.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

Jochen Brinkmann | idw

Weitere Berichte zu: Derivate Durchflussreaktor PASS-Technologie Polymer Synthese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise