众所周知，设计一个新的化学合成耗时耗力，涉及大量单调冗长的工作，比如混合化学物质、测量温度、分析结果等；如果没有成功，则需要重新开始以上过程。
麻省理工学院（MIT）的研究人员研发了一个自动化的化学合成系统，可承担很多单调冗长的工作，为化学家空出时间，更多地去从事分析性和创造性的研究工作。
相关成果于 9 月 20 号发表在《Science》期刊上，文章一作是 Anne-Catherine Bédard（原 MIT 博士后）和 Andrea Adamo（原 MIT 研究助理）。该项研究得到了美国国防部高级研究计划局（DARPA）的支持。
（来源：Anne-Catherine Bédard）
MIT 化学系的负责人 Timothy F. Jamison，同时也是该项研究的团队负责人之一，他表示“我们的目标就是创造一个简单易用的系统，让科学家们可以找出制备目标分子的最优化条件，给他们提供一个普适的、尽可能灵活的化学合成平台。”
研究人员表示，该系统能够极大地缩短优化新反应所需要的时间，可从几周或几个月的时间缩短到一天。他们已经为这项技术申请了专利，并希望这项技术可以广泛地应用到学术及工业领域的化学实验室中。
MIT 化学工程专业的教授 Klavs F. Jensen 表示，“我们当初开始做这个系统的时候，目标就是具有普适性，并且成本不高。我们也是想开发一项技术，能够让化学家们更容易地研发新反应。”
新系统利用了一种化学合成方法，即连续流法。利用这种方法，反应物流过一系列管道，并且可以在不同点加入新的化学物质。其他过程，比如分离，也可以发生在连续流过程中。而传统的“批次化学”，则是每个步骤单独进行，并需要人工将反应物移动到下一步。
几年前，Jense 和 Jamison 研发了连续流系统，可以快速生产所需要的药物。后来，他们转移注意力到小型系统，可应用在实验室中，希望能够减少研发过程中重复的人工实验。
为了实现这一目标，研究团队设计了“即插即用”系统，包括几个不同的模块。这些模块可组合起来，实现不同类型的合成。每个模块近似于一个大屏手机那么大，可以插入到一个接口，如同电脑组件通过 USB 接口连接起来一样。某些模块可以实现特殊反应，比如光催化或者固相催化，而其他的模块则把理想产物分离出来。目前的系统一次性可以组装 5 个模块。
一旦科研人员有了合成目标分子的想法，那么他们就可以利用这个机器，选择一些必要的模块。然后，告诉机器一些具体的初始反应条件，比如温度、反应物浓度、流速等。大概到第二天，机器通过一个常规的优化程序，探索不同的条件，即可优化出产率最高的反应条件。同时，混合化学物质，分离并测试产物等这些工作，都不需要手动完成。
Jamison 表示，“在最优化条件下进行实验时，科研人员可与同事讨论其他的一些实验想法，或者写文章，或者分析之前的实验结果。换句话说，可在实验自动进行的过程中，去做更多思考性的研究工作。”
该项研究中，研究人员创造了大约 50 个不同的有机化合物。他们认为该项技术可以帮助科学家更快速地设计并产出化合物，比如用作药物等。该系统也让化学家能够更容易地重复别人的研究工作，不需要重新优化实验的所有步骤。
Jensen 表示，“如果你利用一个可以插件的机器，而别人也利用类似的机器尝试同样的实验，那么大家可能会得到相同的结果。”
目前，研究人员正在研发新一代技术，可以承担更多的设计工作，包括找出分子的结构及类型等。
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编辑：Maggie
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