Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemie losgelöst von Raum und Zeit

20.11.2018

Automatisierte Optimierung und Synthese von Pharmaka per Cloud

Per Internet bestellen, Urlaubsfotos in einer Cloud speichern, den Thermostaten der Heizung per App von unterwegs hochdrehen – inzwischen weit verbreitet.


Cloud-basierter Ansatz zur automatisierten Optimierung und Synthese von Pharmaka.

(c) Wiley-VCH

Nun halten das Internet der Dinge und die Cloud Einzug in die Welt der chemischen Forschung und Produktion, wie Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten: Ihnen gelang es, mit Remote-Servern in Japan autonom optimale Synthesebedingungen zu entwickeln und so Wirkstoffe in einem britischen Labor zu synthetisieren. Forscher in den USA steuerten den Prozess via Internet.

Moderne Produktionsverfahren sollen nicht mehr einfach nur ein Zielmolekül zusammenbauen, sie sollen dabei kostengünstig, effizient, robust und nachhaltig sein. Daher gilt es, verschiedene alternative Syntheserouten zu beleuchten, Apparate maßgeschneidert auszulegen und optimale Prozessparameter zu finden.

Das geht nicht ohne ein tiefgehendes Verständnis der Reaktionen sowie einer Flut an Daten bei verschiedenen Prozessbedingungen. Vor allem im Bereich der Naturstoffe und Pharmaka geht der Trend in Richtung Automatisierung wiederholter Reaktionssequenzen sowie selbst-optimierender Prozesse.

Diese basieren auf einem maschinellen Lernen und einem Informations-Feedback in Form von Messdaten aus einer Reaktionsüberwachung.

Die Forscher von der University of Cambridge (UK) und der California State University Fullerton (USA) um Steven V. Ley zeigen jetzt, dass ein solcher Ansatz sogar über internationale Grenzen und Zeitzonen hinweg gelingt – mithilfe der Cloud:

Remote-Server in Tokio entwickelten völlig autonom optimale Synthesebedingungen für drei pharmazeutische Wirkstoffe, deren stoffliche Synthese in Labors in Cambridge ablief.

Initiiert, gesteuert und überwacht wurde der Prozess von Forschern in Los Angeles über eine Internet-Verbindung. Auf diese Weise gelang es den Maschinen, die synthetischen Einzelschritte für Tramadol, Lidocain und Bupropion als repräsentative Beispielsubstanzen mit minimaler Intervention der Bediener innerhalb von Stunden selbsttätig zu optimieren.

Im Fall von Tramadol etwa sollten drei Parameter variiert werden: Temperatur, Verweilzeit und Mengenverhältnisse der Edukte. Anhand spektroskopischer Daten führte das Steuerungssystem völlig autonom neun Versuche im Zeitraum von drei Stunden durch und identifizierte optimierte Bedingungen für einen maximierten Umsatz bei möglichst hohem Durchsatz und geringem Verbrauch der Ausgangsmaterialien.

Der autonome Charakter des Cloud-basierten Ansatzes macht Spezialwissen und Apparaturen breit zugänglich und nutzt sie effizient, vermeidet Redundanzen und ermöglicht globale Kooperationen, bei denen Entfernungen keine Rolle spielen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 33/2018

Autor: Steven V. Ley, University of Cambridge (United Kingdom), http://www.leygroup.ch.cam.ac.uk/

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1002/ange.201809080

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sich vermehren oder sich nicht vermehren
22.03.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

nachricht Ketten aus Stickstoff direkt erzeugt
22.03.2019 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Die Zähmung der Lichtschraube

Wissenschaftler vom DESY und MPSD erzeugen in Festkörpern hohe-Harmonische Lichtpulse mit geregeltem Polarisationszustand, indem sie sich die Kristallsymmetrie und attosekundenschnelle Elektronendynamik zunutze machen. Die neu etablierte Technik könnte faszinierende Anwendungen in der ultraschnellen Petahertz-Elektronik und in spektroskopischen Untersuchungen neuartiger Quantenmaterialien finden.

Der nichtlineare Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer (HHG) in Gasen ist einer der Grundsteine der Attosekundenwissenschaft (eine Attosekunde ist ein...

Im Focus: The taming of the light screw

DESY and MPSD scientists create high-order harmonics from solids with controlled polarization states, taking advantage of both crystal symmetry and attosecond electronic dynamics. The newly demonstrated technique might find intriguing applications in petahertz electronics and for spectroscopic studies of novel quantum materials.

The nonlinear process of high-order harmonic generation (HHG) in gases is one of the cornerstones of attosecond science (an attosecond is a billionth of a...

Im Focus: Magnetische Mikroboote

Nano- und Mikrotechnologie sind nicht nur für medizinische Anwendungen wie in der Wirkstofffreisetzung vielversprechende Kandidaten, sondern auch für die Entwicklung kleiner Roboter oder flexibler integrierter Sensoren. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) haben mit einer neu entwickelten Methode magnetische Mikropartikel hergestellt, die den Weg für den Bau von Mikromotoren oder die Zielführung von Medikamenten im menschlichen Körper, wie z.B. zu einem Tumor, ebnen könnten. Die Herstellung solcher Strukturen sowie deren Bewegung kann einfach durch Magnetfelder gesteuert werden und findet daher Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen.

Die magnetischen Eigenschaften eines Materials bestimmen, wie dieses Material auf das Vorhandensein eines Magnetfeldes reagiert. Eisenoxid ist der...

Im Focus: Magnetic micro-boats

Nano- and microtechnology are promising candidates not only for medical applications such as drug delivery but also for the creation of little robots or flexible integrated sensors. Scientists from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) have created magnetic microparticles, with a newly developed method, that could pave the way for building micro-motors or guiding drugs in the human body to a target, like a tumor. The preparation of such structures as well as their remote-control can be regulated using magnetic fields and therefore can find application in an array of domains.

The magnetic properties of a material control how this material responds to the presence of a magnetic field. Iron oxide is the main component of rust but also...

Im Focus: Goldkugel im goldenen Käfig

„Goldenes Fulleren“: Liganden-geschützter Nanocluster aus 32 Goldatomen

Forschern ist es gelungen, eine winzige Struktur aus 32 Goldatomen zu synthetisieren. Dieser Nanocluster hat einen Kern aus 12 Goldatomen, der von einer Schale...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung 2019 für Nuklearmedizin in Bremen

21.03.2019 | Veranstaltungen

6. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage vom 25. bis 26.3. 2019

21.03.2019 | Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zähmung der Lichtschraube

22.03.2019 | Physik Astronomie

Saarbrücker Forscher erleichtern durch Open Source-Software den Durchblick bei Massen-Sensordaten

22.03.2019 | HANNOVER MESSE

Ketten aus Stickstoff direkt erzeugt

22.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics