Onderzoekers van Purdue University hebben zojuist een high-throughput screening gemaakt, een proces dat vaak wordt gebruikt bij het ontdekken van geneesmiddelen, 10 keer sneller dan eerdere methoden.

"Het gebied van bibliotheekscreening met hoge doorvoer bereikte een plateau, waar de snelste schermen ongeveer acht seconden per doelwit in beslag namen, " zei Graham Cooks, de Henry B. Hass Distinguished Professor van Analytische scheikunde bij Purdu, die het onderzoek leidde. "Als je die tijd met een factor tien kunt verkorten, dat is wat we rapporteren, dan kun je mogelijk bibliotheekschermen maken die maanden in dagen kunnen duren."

Screening met hoge doorvoer maakt gebruik van robotica, gegevensverwerkingssoftware, vloeistofverwerkingsapparatuur en gevoelige detectoren om snel miljoenen chemische, genetische en farmacologische tests. Het stelt onderzoekers in staat om actieve verbindingen te identificeren, antilichamen of genen die een bepaalde biomoleculaire route moduleren, wat vooral nuttig is voor het ontdekken van geneesmiddelen.

Cooks' lab gecombineerde desorptie-elektrospray-ionisatie (DESI) massaspectrometrie, een methode om ionen te maken uit vaste monsters, met robotachtige bemonsteringstechnologieën om een ​​sneller screeningproces te creëren. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Wetenschappen .

DESI, die oorspronkelijk werd ontwikkeld voor biologische weefselbeeldvorming, spuit elektrisch geladen druppeltjes op een monster, waaruit ionen worden gegenereerd en vervolgens verzameld en geanalyseerd in een standaard massaspectrometer. Deze methode is ook ontwikkeld in Cooks' lab in Purdue.

"We sproeien een oplosmiddel op een mengsel en creëren een nieuw product, die we zien in een bespatte druppel, ' zei Koks.

Met deze techniek kunnen onderzoekers in één stap een reactie uitvoeren en het product analyseren, in één seconde. Dat is de kracht ervan, aldus Koks.

Het onderzoek werd ondersteund door Make-It! programma, die tot doel heeft technologie te ontwikkelen om een ​​bepaalde chemische stof te maken uit goedkope grondstoffen. Bij het programma zijn vijf onderzoeksinstellingen betrokken, en Purdue's taak is het ontwikkelen van methoden om snel de resultaten te analyseren van reagentia die onder bepaalde omstandigheden met elkaar worden gemengd.

Het doel van het project is in wezen de organische synthese te rationaliseren.

"Hoe doe je dat? Je moet een toegankelijke kennisbank creëren, die zegt dat als je monster A combineert met monster B, je monster C krijgt, Cooks zei. "Er moet een algoritmische kennisbank worden gebouwd, en dan zijn er de omstandigheden waaronder bepaalde reagentia worden onderzocht. Het zijn dus niet alleen de reagentia, het zijn ook de oplosmiddelen, de katalysatoren, de fysieke omstandigheden waar we naar kijken."

De huidige methoden voor het ontwerpen en produceren van nieuwe synthetische moleculen kunnen jaren duren tussen het eerste ontwerp en de uiteindelijke productie. Het verhogen van de snelheid van ontdekking en productie van moleculen zou kunnen leiden tot vooruitgang op verschillende gebieden die cruciaal zijn voor de nationale veiligheid, volgens DARPA.