新冠时代的技巧如何改变药物、化学发现

哈佛化学家受到小组测试策略的启发,开发出更快的方法来识别有用的催化剂组合

来源:哈佛大学报

当 2020 年 COVID-19 检测试剂盒变得稀缺时,实验室采取了明智的解决方法。

他们混合了几名患者的样本并进行了一项测试。如果测试结果呈阴性,里面的每个人都会立即被清除。如果结果呈阳性,后续检测将把感染者归零。这种策略被称为小组测试,节省了宝贵的时间、金钱和资源。

现在,哈佛大学化学家团队与默克公司的科学家合作,采用了相同的基本理念来加快药物和其他有价值化学品的生产。

在《自然》杂志上发表的一篇新论文中,化学与化学生物学系谢尔登·埃默里 (Sheldon Emery) 化学教授埃里克·雅各布森 (Eric Jacobsen) 领导的团队描述了一种实验和计算框架,该框架使用汇总测试来寻找催化剂和物质之间的合作相互作用,这些催化剂和物质可以加速反应并减少反应物转化为产物所需的能量。

这种方法极大地减少了化学家需要运行的反应数量,同时仍然揭示了哪些组合在一起表现良好。

“长期以来,我和许多其他化学家一直对将两种不同的催化剂结合在一起,看看这种组合是否可以发挥特别强大的作用(无论是在反应性背景下还是在选择性背景下)的想法感兴趣,”雅各布森说。 “我们现在找到了一种有效的方法来发现意想不到的合作表现。”

“我们现在找到了一种有效的方法来揭示意外的合作表现。”

化学家们早就知道,两种催化剂有时可以合作产生更高的产率或更清洁的产品,或者实现比任何单一组分单独管理更温和的条件。

然而,即使测试一小部分潜在候选物,数学也会很快变得残酷:例如,一组 50 个潜在催化剂包含超过 1,200 个独特对,更不用说三向或四向组合了。