未来产业

科学家利用人工树叶制造出首批药物 对疟疾和寄生虫有效

来自荷兰埃因霍温理工大学(TUE)的研究人员对他们的人工树叶设计进行了微调并首次将其用于药物生产中。

据外媒报道,虽然人类工程师面临的许多问题都已经被来自自然的树叶解决,但为什么不能把它作为一个出发点呢?几十年来,制造人工树叶一直是研究领域的一个持续不断的研究方向,而在一项新的突破中,来自荷兰埃因霍温理工大学(TUE)的研究人员对他们的人工树叶设计进行了微调并首次将其用于药物生产中。

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天然树叶是一些聪明的小机器,它们会收集阳光然后其叶绿素分子会利用这些能量进行化学反应--将二氧化碳和水转化为葡萄糖。之后,它又会利用葡萄糖作为能量并将氧气作为废气排出。

人工树叶就是为了模仿这个过程而设计的。它们由半透明材料制成--这样可以让阳光通过并将阳光引导到微小、像静脉一样的微流体通道中。人工树叶其原理是阳光的能量在液体中引发化学反应,使其变成有用的东西如药物或燃料。

TUE的新人工树叶设计基于该团队在2016年展示的前一个原型。当时的这一原型由硅橡胶制成,但在新版本中,它由有机玻璃取代。

该团队的首席研究员Timothy Noel表示:“这种材料更便宜、更容易进行大批量生产。(另外)它的折射率也更高,所以光线的限制条件更好。但最重要的是我们可以在有机玻璃中添加更多类型的感光分子。因此,原则上所有的化学反应都可以在这个反应器中进行、跨越整个可见光光谱的宽度。”

研究小组通过测试发现,这种人工树叶能够成功产生两种不同的药物:对疟疾有效的artimensinin和对某些寄生虫有效的ascaridole。

研究小组指出,考虑到人工树叶的小尺寸和可扩展性,其最终可以在需要的地方用来生产特定的药物和其他分子。例如,疟疾药物可以在疟疾风险最高的热带地区生产从而节省成本和长途运输药物的麻烦。甚至未来某天,它可以用来帮助宇航员在月球或火星上生产重要的药物。

相关研究报告已发表在《Angewandte Chemie》上。

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