先進的な材料開発を容易にするロボットとソフトウェア

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(A Robot and Software Make it Easier to Create Advanced Materials)

2019/12/4 アメリカ合衆国・ラトガース大学

 

・ ラトガース大学が率いる研究チームが、ポリマーの自動的な合成システムを開発。健康促進に役立つ、先進的な材料開発の容易化が図れる。

・現行の手法で一日に合成できるポリマーは数種類に限られる。カスタムソフトウェアと液体を扱うロボットを利用した今回開発の自動合成システムでは、最大で 384 種類のポリマーを一度に合成できる。

・再生医療やティッシュ・エンジニアリング等の化学・バイオアプリケーションに向けたプラスチックからファイバーまで、ポリマーの膨大なライブラリの取り扱いの限界を打ち破る重要なステップとなる。

・ 合成ポリマーは従来にない特性を備える先進的な材料で幅広く利用され、その継続的な開発は医療デバイス、エレクトロニクス、センサー、ロボットや照明等の新技術において不可欠。

・ 通常、ポリマーの合成は高度に制御された環境下で実施されるため、複合的な材料の大規模なライブラリ開発には限界がある。ポリマー合成の自動化とロボティック・プラットフォームの利用により、多種のユニークなポリマーを迅速に合成できるようになる。

・ ロボティクスは材料開発や創薬の自動化を促進してきたが、ポリマー合成における化学反応の多くが酸素に対して高感度であるため、合成プロセスでは酸素の除去が必要。今回開発のオープンエアのロボティクス・プラットフォームは、酸素を許容するポリマー合成反応を実施する。

・ 開発したカスタムソフトウェアにより、液体処理ロボットがコンピューターで作製したポリマー設計を理解し、化学反応の各ステップを実施。同自動システムは、専門家以外によるポリマー合成を可能にする。

URL: https://news.rutgers.edu/robot-and-software-make-it-easier-create-advanced-

materials/20191205#.XempOnHgrIU

 

(関連情報)

Advanced Intelligent Systems 掲載論文(アブストラクトのみ:全文は有料)

Automation of Controlled/Living Radical Polymerization

URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aisy.201900126

<NEDO海外技術情報より>

Abstract

Controlled/living radical polymerization (CLRP) techniques are widely utilized to synthesize advanced and controlled synthetic polymers for chemical and biological applications. While automation has long stood as a high‐throughput (HTP) research tool to increase productivity as well as synthetic/analytical reliability and precision, oxygen intolerance of CLRP has limited the widespread adoption of these systems. Recently, however, oxygen‐tolerant CLRP techniques, such as oxygen‐tolerant photoinduced electron/energy transfer–reversible addition–fragmentation chain transfer (PET–RAFT), enzyme degassing of RAFT (Enz‐RAFT), and atom‐transfer radical polymerization (ATRP), have emerged. Herein, the use of a Hamilton MLSTARlet liquid handling robot for automating CLRP reactions is demonstrated. Synthesis processes are developed using Python and used to automate reagent handling, dispensing sequences, and synthesis steps required to create homopolymers, random heteropolymers, and block copolymers in 96‐well plates, as well as postpolymerization modifications. Using this approach, the synergy between highly customizable liquid handling robotics and oxygen‐tolerant CLRP to automate advanced polymer synthesis for HTP and combinatorial polymer research is demonstrated.

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