doctoraat kandidaat Cecilia Bottecchia was een van de eersten die erin slaagde aminozuren om te zetten, die kunnen worden gebruikt voor medicijnen, met behulp van zichtbaar licht. Dit is duurzamer dan conventionele methoden, waarbij de conversie wordt aangedreven door verwarming. Ze gebruikte fotokatalysatoren om het licht op te vangen en de energie naar de gewenste chemische reacties te sturen. Bottecchia behaalde haar Ph.D. met onderscheiding op 20 februari.

Het idee om licht te gebruiken om chemische reacties aan te sturen is niet nieuw. Maar voor biomoleculen, zoals aminozuren, het was niet erg geschikt omdat de meeste biomoleculen alleen UV-licht absorberen. theoretisch, UV-licht kan worden gebruikt, maar UV-lampen zijn ongezond voor mensen en zijn zo energiek dat ze de moleculen afbreken. Een methode die werkt met zichtbaar licht is dus zeer wenselijk.

Bottecchia wist dit te realiseren, niet alleen door de juiste fotokatalytische moleculen te ontwerpen, maar ook de bijbehorende reactoren. Een belangrijke eis was dat het licht de aminozuren goed kon bereiken. Daarom gebruikte ze microreactoren, met zeer dunne, transparante reactiekanalen, wat zorgt voor een optimale lichttoetreding door het hele mengsel.

De methode die ze realiseerde is extreem snel. Bij de conventionele methode, de aminozuren worden sterk verdund in een reactievat dat wordt verwarmd, en relatief traag reageren. In de methode van Bottecchia, met de microreactor, de aminozuren stromen geconcentreerd door de reactor en reageren snel, binnen enkele seconden. Verwarming is niet nodig, wat veel energie bespaart. Licht is nodig, en dat kan elk type zichtbaar licht zijn, liet de onderzoeker zien. Zonlicht is een optie, maar ook LED-licht is geschikt. De nieuwe methode heeft ook een hoger rendement dan de oude:een hoger percentage van de aminozuren wordt omgezet in het gewenste product.

Nog een pluspunt:biomoleculen breken vaak af bij hogere temperaturen. Een methode die werkt bij kamertemperatuur is dus beter dan een methode die werkt met verwarming. Met haar nieuwe lichtgestuurde methode, de Italiaanse onderzoeker was in staat om bepaalde chemische reacties uit te voeren, wat tot nu toe niet mogelijk was omdat de betreffende biomoleculen door verhitting voortijdig werden afgebroken.

Opmerkelijk is ook dat Bottecchia tijdens haar promotieonderzoek heeft gewerkt aan een geautomatiseerd systeem voor de Stern-Volmer-analyse, wat een tijdrovende laboratoriumtest is die regelmatig moet worden uitgevoerd. De machine die er nu uit voortkwam, bespaart onderzoekers veel tijd en moeite.

De titel van de Ph.D. proefschrift is Fotokatalytische modificatie van bioactieve moleculen in microreactoren met continue stroom. De promotor van Bottecchia is Dr. Timothy Noël van de groep Micro Flow Chemistry and Synthetic Methodology.