Wat is combinatoriële synthese?
Combinatorsynthese is een techniek die door chemici wordt gebruikt om een groot aantal verwante of vergelijkbare chemische verbindingen te maken om ze te vergelijken. Door gegevens over een dergelijke groep verbindingen te verzamelen, die een combinatorische bibliotheek wordt genoemd, kan een chemicus deze gegevens vervolgens gebruiken om specifieke verbindingen voor verder onderzoek te selecteren. Veel van dit soort werk wordt virtueel uitgevoerd met behulp van geavanceerde software, waardoor chemici snel informatie kunnen verzamelen over elke mogelijke verbinding die kan worden gemaakt met een gewenste basis of een set componenten of moleculen. Veelbelovende verbindingen kunnen vervolgens worden geselecteerd en gesynthetiseerd voor testen in het laboratorium.
Vooruitgang in computertechnologie heeft zeer geavanceerde combinatorische synthesetechnieken en heeft het voor chemici mogelijk gemaakt om snel combinatoriële bibliotheken te creëren met zeer grote aantallen vergelijkbare maar verschillende verbindingen. Sommige databases van dit type kunnen miljoenen verschillende verbindingen bevatten. Het idee van combinatoriële synthese werd voor het eerst ontwikkeld in de tweede helft van de 20e eeuw, maar werd in de jaren negentig een veelgebruikt hulpmiddel met de snelle vooruitgang van de rekenkracht waarover onderzoekers beschikten.
Farmaceutische bedrijven zijn een van de belangrijkste gebruikers van deze techniek, waardoor potentieel bruikbare medicijnen sneller kunnen worden ontdekt en geselecteerd voor de vroegste testfasen dan voorheen mogelijk was. Door geavanceerde software te gebruiken, zijn onderzoekers in staat om complete families van verbindingen in seconden te synthetiseren die anders jaren zouden duren als ze in het laboratorium zouden worden uitgevoerd. Deze software kan hen ook helpen bepaalde verbindingen te selecteren voor verder testen en voor synthese in realistische omstandigheden. Op deze manier kunnen veel nieuwe medicijnen veel sneller worden ontwikkeld en geïntroduceerd voor gebruik dan anders mogelijk zou zijn.
Andere gebieden van chemie kunnen ook de principes van combinatoriële synthese gebruiken. Onderzoekers op veel academische en industriële gebieden gebruiken deze techniek. Het proces kan worden gebruikt voor het ontwikkelen van nieuwe polymeren, aardolieproducten en insecticiden. Onderzoekers van de Universiteit van Berkeley in Californië hebben combinatorische synthese gebruikt om een hele reeks metaalverbindingen te ontwikkelen die magnetoreactieve verbindingen worden genoemd. Deze verbindingen hebben de eigenschap van verschillende geleidbaarheid bij blootstelling aan bepaalde magnetische velden.
Deze techniek is nog relatief nieuw en zal ongetwijfeld een grote impuls geven aan onderzoek op een aantal gebieden in de 21ste eeuw. Bijna elk veld dat op enige manier afhankelijk is van chemie voor het ontwikkelen van nieuwe verbindingen, kan profiteren van combinatorische synthese. Een scheikundige of onderzoeker kan software gebruiken om verbindingen te vinden met gewenste eigenschappen of eigenschappen in een fractie van de tijd die nodig is om hetzelfde onderzoek met andere methoden uit te voeren.