Síntesis química automatizada: producción fiable y obtención rápida de conocimientos
El KIT invierte unos cuatro millones de euros en una instalación de síntesis automatizada
El Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) está construyendo, junto con BASF, una de las infraestructuras más modernas para el control automatizado de procesos en química: la instalación producirá inicialmente nuevas sustancias en paralelo para aplicaciones en campos que van desde la biología hasta la ciencia de los materiales. A largo plazo, la instalación también permitirá un proceso de alto rendimiento para las reacciones químicas. El KIT está invirtiendo unos cuatro millones de euros en este proyecto. La instalación se encuentra en la Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi) y está abierta a científicos internos y externos.
La planta automatizada producirá nuevos materiales para el descubrimiento de fármacos y la ciencia de los materiales mediante una combinación de equipos establecidos y componentes de hardware abierto.
Foto: Patrick Hodapp, KIT
El desarrollo de instalaciones automatizadas para que las reacciones químicas produzcan nuevos materiales para diversas aplicaciones en biomedicina, farmacia, electrónica y muchos otros campos es el objetivo de los científicos de todo el mundo. "Estas plantas de síntesis permiten llevar a cabo reacciones químicas de forma reproducible y estandarizada gracias a los procesos automatizados, sin exponer a los humanos a los productos químicos", explica el profesor Stefan Bräse, director del Instituto de Sistemas Biológicos y Químicos (IBCS) del KIT. "Además, los procesos automatizados aumentan el rendimiento de las reacciones y, por tanto, la eficiencia de los proyectos de investigación. De este modo, se obtienen nuevos hallazgos con mayor rapidez". “
En los próximos dos años, el KIT invertirá unos cuatro millones de euros en el desarrollo de una planta para la síntesis automatizada de nuevas sustancias químicas. La instalación se ubicará en el KNMFi para proporcionar a los investigadores internos y externos interesados un acceso permanente a una de las infraestructuras más modernas para el control automatizado de procesos en química. Como socio estratégico, BASF llevará a cabo proyectos en la instalación para identificar, por ejemplo, nuevos ingredientes activos para la agricultura.
El diseño modular facilita futuras ampliaciones
Este proyecto combina varios proyectos elaborados por los investigadores del grupo de trabajo del profesor Stefan Bräse y otros científicos del KIT. Siempre que sea posible, el sistema integrará componentes de hardware y software libres para permitir un desarrollo transparente y un uso posterior también por parte de otros investigadores. Además, los componentes individuales del sistema se ensamblarán de forma modular para que las futuras ampliaciones puedan realizarse de forma sencilla. El KIT participa en varios consorcios de la Infraestructura Nacional de Datos de Investigación (NFDI), especialmente también en NFDI4Chem, especializado en química. La estrecha coordinación con los consorcios y la implementación del software y los estándares desarrollados en NFDI4Chem dentro de las instalaciones garantizarán una investigación sostenible a largo plazo y promoverán el suministro de datos de investigación de acuerdo con los modelos de mejores prácticas establecidos.
El control de procesos, la robótica, el desarrollo de software y el diseño trabajan juntos
Inicialmente, la planta de síntesis estará orientada a proyectos de química sintética orgánica: Producirá pequeñas moléculas orgánicas a una escala de entre diez miligramos y varios cientos de miligramos, por ejemplo para productos químicos intermedios o ingredientes farmacéuticos activos. En el futuro, sin embargo, la instalación también podrá utilizarse de forma flexible y llevar a cabo reacciones a pequeña escala para que los investigadores puedan investigar muchas reacciones simultáneamente en un proceso paralelizado. Para ambos casos de uso, BASF aporta una amplia experiencia al proyecto, pues ya cuenta con una plataforma automatizada de alto rendimiento en su sede mundial de Ludwigshafen (Alemania). "Estamos deseando trabajar con los grupos del KIT implicados", afirma Andy Wieja, jefe de equipo de Combinatoria y Caracterización Térmica de BASF. "El desarrollo de nuevas tecnologías en el KIT proporcionará nuevos impulsos a los proyectos de síntesis y automatización de procesos en BASF para acelerar la investigación y el desarrollo de futuras innovaciones". “
El proyecto reúne a expertos en control de procesos, robótica, desarrollo de software y diseño para combinar tecnologías de vanguardia y procesos establecidos. Son bienvenidos otros socios, tanto de la investigación como de la industria.
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