Победитель «Студенческого стартапа» рассказал, как эффективно ускорить химреакции

Учёные, занимающиеся разработкой новых лекарств, создают и исследуют большие коллекции биоактивных веществ. В настоящее время используются методы, при которых каждое вещество синтезируется отдельно в больших объёмах, то есть в «колбе». Этот подход позволяет получать его граммы, но для анализа биоактивности этого количества бывает слишком много. Кроме того, такие реакции могут длиться до нескольких дней, а из сотен веществ, участвующих в исследовании, только одно оказывается подходящим.

Процесс синтеза можно сделать проще, если уменьшить размеры и ускорить химреакции. Для этого сейчас используют микрофлюидные устройства и катализаторы. Один из многообещающих методов, который может объединить эти два аспекта, называется микрокапельным синтезом. Эта идея возникла сравнительно недавно, но пока её не удалось воплотить в жизнь.

Ученым из ИТМО удалось разработать особое устройство для изучения химреакций в каплях размером в нанолитры. Это устройство, называемое микрокапельным ускорителем, создает микрокапли благодаря процессу электрораспыления. С его помощью можно производить небольшие объемы веществ, что значительно снижает расход реагентов. Более того, реакции в нанолитровых каплях происходят гораздо быстрее – в миллион раз оперативнее, чем с использованием катализаторов.

Помогаем компаниям получить грантовую поддержку до 30 млн «под ключ»

Оставить заявку

Для проведения реакции нужно просто нанести реакционную массу на бумажный картридж. Затем на него подается высокое напряжение, которое вызывает распыление. Химпроцесс происходит в каплях, которые собираются в спецемкость для последующего анализа.

Исследователи опробовали новое устройство на примере синтеза оснований Шиффа. В отличие от стандартных методов, где на такую реакцию уходит около тридцать часов, в микрокаплях эта реакция завершилась всего за несколько секунд.

Эта разработка примечательна своей простотой и доступностью. Установка не требует сложного инженерного решения и является недорогой, так как для нее нужны всего лишь провода, блок питания постоянного тока, бумага. Разработчики уже получили финансирование от ФСИ и выиграли грант в рамках программы ITMO.Collab. Кроме того, они стали победителями в стипендиальном конкурсе благотворительного фонда «Система». Итоговая цель проекта – создать универсальную, простую площадку, которая будет ускорять и уменьшать размеры процессов оргсинтеза с использованием электрораспыления.

Исследователи хотят улучшить контроль над тем, как быстро происходят реакции и насколько высок выход продукта. Они собираются выяснять, какие факторы влияют на ускорение химреакций в микрокапле. Это включает изучение заряда и размера капли, а также концентрации химикатов. Их цель – разработать устройство, которое позволит быстро выполнять химреакции в промышленных масштабах. Это поможет оперативнее находить биовещества, необходимые для разработки лекарств.

Информация и материалы, представленные на сайте: https://get-grant.ru/ взяты из открытых источников, расположенных в сети «Интернет». Администрация сайта не имеет какого — либо отношения к Федеральному государственному бюджетному учреждению «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» и иным институтам развития, а также не является аффилированным лицом по отношению к данным организациям и / или к их сотрудникам.