Un robot químico ejecuta las instrucciones de la “receta” para sintetizar cualquier compuesto, así funciona el chemputer, un laboratorio completo en una mesa que cualquiera puede construir
En la serie de televisión “Breaking Bad” nos acerca a cómo es el trabajo en un laboratorio de química, aunque sea para fabricar drogas ilegales. Mezclar, evaporar, calentar, cristalizar o contar pacientemente el tiempo para que termine una reacción forma parte del trabajo cotidiano de los químicos en todos los laboratorios del mundo.
La síntesis de compuestos químicos para la industria o la medicina es un proceso largo y a menudo artesanal. En la Universidad de Glasgow un equipo de investigadores está trabajando con chemputers, ordenadores químicos. Con estas máquinas cualquiera puede descargar y ejecutar las instrucciones para sintetizar moléculas, eliminado los errores del proceso.
La ventaja es que, como otros ordenadores, es de propósito general, y puede producir cualquier molécula si dispone de los ingredientes necesarios y un “programa” del proceso necesario. El hardware es una serie de bombas, tubos y calentadores que ejecutan las instrucciones del programa y completan cada paso de las reacciones químicas necesarias.
Sus experiencias se han publicado en la revista Science en la que detallan cómo cualquier químico puede descargar las instrucciones para sintetizar una molécula, como si fuera un libro electrónico, modificarlas sin necesidad de tener grandes conocimientos de programación, y ejecutarlas en el chemputer para sintetizar el compuesto.
El “lenguaje” de programación químico llamado XDL utiliza lenguaje natural y funciona de modo parecido al HTML, pero en lugar de colocar texto e imágenes, indica al robot qué hacer con los compuestos. Por ejemplo, tiene instrucciones para “añadir”, “mezclar”, “calentar”, modificadores como “gota a gota”, y cuantificadores para tiempos y temperaturas.
El sistema puede funcionar con sistemas ruborizados que tengan la arquitectura de reacción por lotes. Esto quiere decir que se las reacciones tienen lugar secuencialmente, paso a paso, llevando el total del compuesto de un estado al siguiente.
Los investigadores cree que con este sistema se podría construir un “Spotify para químicos”
El equipo ha publicado las instrucciones para construir un robot químico usando componentes estándar y son accesibles de modo gratuito para cualquiera que las quiera descargar y fabricarse su propio chemputer.
El siguiente paso es usar un robot que procesa los compuestos de forma continua, usando una arquitectura de flujo. En lugar de hacer una reacción en un contenedor, y pasar el resultado al siguiente paso, el robot tiene una serie de tubos donde las reacciones se producen de forma continua, gota a gota.
Con los sistemas ruborizados de flujo se podría llegar a una síntesis química totalmente automatizada, en la que se puede conseguir cualquier cantidad de cualquier molécula solo con disponer de los componentes y las instrucciones adecuados.
Los investigadores cree que con este sistema se podría construir un “Spotify para químicos”, un repositorio del que se podrían descargar las recetas para sintetizar las moléculas más comunes y producirlas bajo demanda.
La idea no es reemplazar a los químicos, sino hacer su trabajo más fácil y permitir que surjan procesos estándar que garanticen la calidad y el suministro de los medicamentos en el futuro.
REFERENCIA
A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature
