Un nuovo sistema in grado di trasformare automaticamente le parole in molecole on demand aprirà la digitalizzazione della chimica, dicono gli scienziati.

Ricercatori della School of Chemistry dell'Università di Glasgow, chi ha sviluppato il sistema, sostengono che porterà alla creazione di uno "Spotify per la chimica", un vasto archivio online di ricette scaricabili per importanti molecole, compresi i farmaci.

La creazione di un tale sistema potrebbe aiutare i paesi in via di sviluppo ad accedere più facilmente ai farmaci, consentire una collaborazione scientifica internazionale più efficiente, e persino sostenere l'esplorazione umana dello spazio.

La squadra di Glasgow, guidato dal professor Lee Cronin, hanno gettato le basi per la chimica digitale con lo sviluppo di quella che chiamano "unità di elaborazione chimica", un robot chimico economico di dimensioni desktop in grado di svolgere il lavoro ripetitivo e dispendioso in termini di tempo per la creazione di sostanze chimiche. Altri robot chimici, costruito con diversi sistemi operativi, sono stati sviluppati anche altrove.

Fino ad ora, quei chimici robot hanno richiesto un'enorme quantità di programmazione dalle loro controparti umane, con istruzioni dettagliate. Il problema è che attualmente non esiste un linguaggio di programmazione standard per la chimica, il che significa che i programmi realizzati per un robot non funzionano su nessun altro tipo.

In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Scienza , i ricercatori di Glasgow descrivono un approccio universale alla digitalizzazione della chimica, compreso un sistema di programmazione che potrebbe rimuovere la stragrande maggioranza dello sforzo richiesto per programmare i robot.

Hanno trovato un modo per creare nuovi set di istruzioni per i chimici robotici sfruttando la potenza dell'elaborazione del linguaggio naturale. Hanno sviluppato un programma per computer chiamato SynthReader per scansionare documenti scientifici e riconoscere le sezioni che delineano le procedure per la sintesi chimica organica e inorganica. Synthreader suddivide automaticamente queste procedure in semplici istruzioni e le memorizza in un formato che il team chiama linguaggio di descrizione chimica, o XDL, che è un nuovo linguaggio open source per descrivere la sintesi chimica e materiale.

Questi file XDL sono istruzioni chimiche che in linea di principio possono essere lette da qualsiasi robot chimico. Il team ha creato un'interfaccia di facile utilizzo chiamata ChemIDE per integrarsi con qualsiasi sistema chimico robotico e consentire la trasformazione delle istruzioni XDL in sostanze chimiche. L'unico intervento umano richiesto è garantire che l'attrezzatura necessaria al robot per produrre le molecole sia impostata correttamente.

Il documento descrive come il team ha utilizzato il proprio sistema per scansionare articoli scientifici e produrre 12 molecole diverse utilizzando la propria unità di elaborazione chimica, compreso l'analgesico lidocaina, il reagente di ossidazione del periodinano di Dess-Martin, e l'agente fluorurante AlkylFluor.

Professor Lee Cronin, Regius Professor di Chimica all'Università di Glasgow, ha dichiarato:"Quello che siamo riusciti a fare con lo sviluppo del nostro 'Chemical Spotify' è qualcosa di simile al ripping di un compact disc in un MP3. Prendiamo le informazioni archiviate in un formato fisico, in questo caso un articolo scientifico, ed estrarre tutti i dati di cui abbiamo bisogno per creare un file digitale che può essere riprodotto su qualsiasi sistema, in questo caso qualsiasi robot chimico, compreso il nostro sistema robotico che è un ordine di grandezza inferiore a qualsiasi altro robot simile. Speriamo che il sistema che abbiamo costruito amplierà enormemente le capacità dei chimici robotici e consentirà la creazione di un enorme database di molecole tratte da centinaia di anni di articoli scientifici. Il nostro sistema, che chiamiamo Chemify, può leggere ed eseguire file XDL che sono stati condivisi tra gli utenti. Mettere questo tipo di conoscenza direttamente nelle mani delle persone che hanno accesso ai chimici robotici potrebbe aiutare i medici a produrre farmaci su richiesta in futuro. Potrebbe anche significare che le future missioni con equipaggio su Marte potrebbero portare con sé materie prime chimiche e produrre tutto ciò di cui hanno bisogno proprio lì sul pianeta rosso».