科學家利用人工樹葉製造出首批藥物
據外媒報導,雖然人類工程師面臨的許多問題都已經被來自自然的樹葉解決,但為什麼不能把它作為一個出發點呢?幾十年來,製造人工樹葉一直是研究領域的一個持續不斷的研究方向,而在一項新的突破中,來自荷蘭埃因霍溫理工大學(TUE)的研究人員對他們的人工樹葉設計進行了微調並首次將其用於藥物生產中。
天然樹葉是一些聰明的小機器,它們會收集陽光然後其葉綠素分子會利用這些能量進行化學反應–將二氧化碳和水轉化為葡萄糖。之後,它又會利用葡萄糖作為能量並將氧氣作為廢氣排出。
人工樹葉就是為了模仿這個過程而設計的。它們由半透明材料製成–這樣可以讓陽光通過並將陽光引導到微小、像靜脈一樣的微流體通道中。人工樹葉其原理是陽光的能量在液體中引發化學反應,使其變成有用的東西如藥物或燃料。
TUE的新人工樹葉設計基於該團隊在2016年展示的前一個原型。當時的這一原型由矽橡膠製成,但在新版本中,它由有機玻璃取代。
該團隊的首席研究員Timothy Noel表示:“這種材料更便宜、更容易進行大批量生產。(另外)它的折射率也更高,所以光線的限制條件更好。但最重要的是我們可以在有機玻璃中添加更多類型的感光分子。因此,原則上所有的化學反應都可以在這個反應器中進行、跨越整個可見光光譜的寬度。”
研究小組通過測試發現,這種人工樹葉能夠成功產生兩種不同的藥物:對瘧疾有效的artimensinin和對某些寄生蟲有效的ascaridole。
研究小組指出,考慮到人工樹葉的小尺寸和可擴展性,其最終可以在需要的地方用來生產特定的藥物和其他分子。例如,瘧疾藥物可以在瘧疾風險最高的熱帶地區生產從而節省成本和長途運輸藥物的麻煩。甚至未來某天,它可以用來幫助宇航員在月球或火星上生產重要的藥物。
相關研究報告已發表在《Angewandte Chemie》上。