來源：e鍵打印
發布時間：2015-06-04 09:14:12
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最近，美國科學家研究出可以在分子水平工作的3D打印機——分子制造機。使用該3D打印機，人們將可輕松組裝出復雜的小分子。這一突破性的研究成果是由一群來自伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校的化學家完成的，其負責人是化學教授Martin D. Burke。
化學教授Martin D. Burke
何為小分子？一般而言，小分子是一種由碳-碳鍵構成的密集組裝在一起的復雜結構。制造復雜小分子的難度是目前研發新藥等的主要障礙。Burke的目的就是簡化小分子制造的過程。
他表示化學家們如需合成小分子，所用高度定制的方法非常復雜，大多數研究人員無法做到，并且還要花費非常長的時間。Burke說，“到目前為止，瓶頸就是合成環節……（合成環節）在許多領域進展緩慢，有許多分子根本就是讓制藥公司望而卻步，因為合成的難度非常高。”
Burke的新技術將突破這一瓶頸，“我們希望把一個非常復雜的化學合成過程變得簡單化。簡單可以導致自動化，而這種自動化，將會帶來廣泛的科學發現，因為大量的非專業人員也能夠從事這項工作。”Burke解釋說。
對于新技術，Burke以“搭積木”為例做了形象描述。“在過去的幾年里，我們一直在研究如何將這些復雜的分子拆開，這樣我們就可以像搭積木一樣把他們重新組裝到一起。”具有相同連接件的“化學積木”可以用一個簡單的反應“縫合”起來，就像堆樂高積木，其咬合方式一樣，但可堆出不同形狀。研究人員設計了一個簡單的“捕獲——釋放”方法以實現自動化的積木式組裝，這一方法每次可增加一個“積木”，且在和下一個“積木”連接之前會把多余的沖洗掉。
研究團隊目前已經可以制造包括制造難度很大的環結構的14種不同類別的小分子，均使用了自動積木式組裝技術。他們開發出了上百種具備商業價值的“化學積木”。當然，商業價值并非Burke的重要目的，他表示，“重要的是，我們正在證明通過一定數量的“積木（或構建單元），我們可以制造出許多不同類型的天然產品。”
小分子合成技術是現代藥物研發和制造的基礎之一，另外如LED、太陽能電池以及診斷工具同樣依賴于這一技術。3D分子制造機的面世，將大幅促進諸如新藥開發等領域的快速發展。眼下，這一自動合成技術已經授權于專注于使用小分子開發新藥的Revolution醫藥公司，Burke是這家公司創始人之一。
創客聯盟認為，生物醫藥是現代醫學的基礎之一，3D打印技術的獨特優勢可對生物醫藥產業提供非常大的便利性。如Burke教授所言，新藥的開發難度在于小分子制造，這也是新藥開發成本高昂之根本，并直接導致新藥的離譜離譜。3D分子制造機將徹底改變這一狀況，新藥開發的合成瓶頸將不復存在。
