Ensamblaje directo de moléculas a máquina

Como si de las piezas de un juego de construcción se tratase, los bloques moleculares básicos preparados por unos científicos y el sistema que han preparado para ensamblar tales bloques a máquina unos con otros, constituyen una espectacular demostración de lo que podría definirse como la química automatizada y a la carta.

Estos científicos, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, junto con colaboradores de la empresa Revolution Medicines Inc., han desarrollado una nueva clase de bloques de construcción química que simplemente se encajan para formar moléculas en 3D, y una máquina automatizada para ensamblar los bloques a modo de impresora 3D para moléculas.

La automatización de la que disfruta el sistema podría permitir a químicos y a no químicos desarrollar nuevos productos farmacéuticos, materiales de construcción, catalizadores, perfumes, edulcorantes y mucho más.

"El sistema fabrica moléculas 3D muy complejas de forma muy sencilla", enfatiza Martin D. Burke, profesor de química en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y miembro del equipo de investigación y desarrollo. Burke también destaca que el trabajo necesario para elaborar muchas sustancias complejas, que hasta ahora solo podían hacer los químicos experimentados, va a quedar al alcance de mucha más gente.

En cierto modo, este conjunto de bloques de construcción molecular pretende hacer que la química compleja sea tan sencilla y accesible como armar objetos mediante las piezas de un juego de construcción.

La máquina para ensamblaje molecular funciona como una especie de impresora 3D para imprimir moléculas. (Foto: Fred Zwicky)

Durante más de 15 años, el grupo de Burke ha sido pionero en el desarrollo de unos sencillos bloques de construcción química llamados boronatos MIDA, que se unen secuencialmente mediante una sencilla reacción para construir pequeñas moléculas. El personal de su laboratorio y sus colaboradores de Revolution Medicines han desarrollado una máquina para fabricar moléculas que automatiza la síntesis química con estos bloques. Sin embargo, los bloques MIDA se limitan en gran medida a la fabricación de moléculas planas en 2D.

El nuevo conjunto de bloques de construcción, llamados boronatos TIDA, agrega la tercera dimensión que faltaba, permitiendo la creación directa de estructuras moleculares en 3D.

Burke y sus colegas exponen los detalles de sus innovaciones recientes en la revista académica Nature, bajo el título de “Automated iterative Csp3-C bond formation”. (Fuente: NCYT de Amazings)