Daun

‘Daun buatan’ menghasilkan obat dengan sinar matahari

Photo by Dominika Roseclay from Pexels

Bagaimana jika kita bisa menghasilkan obat-obatan murah dan dimanapun, dengan sinar matahari. Hal tersebut kini akan menjadi kenyataan. Ahli kimia dari Eindhoven University of Technology menghadirkan “reaktor mini” mirip dengan daun di alam, menyerap sinar matahari dan mendorong reaksi kimia. Mereka berhasil membuat reaktor benar-benar menghasilkan dua jenis obat, artemisinin antimalaria dan ascaridole obat antiparasit. Dalam majalah Angewandte Chemie, mereka menggambarkan bagaimana reaktor ini dapat dengan mudah ditingkatkan, dapat digunakan untuk berbagai reaksi kimia dan mempertahankan produksi yang stabil di bawah kondisi cuaca yang berubah. Teknologi ini memiliki potensi untuk menghijaukan industri farmasi, dan tampaknya siap untuk peningkatan skala komersial.

Reaktor yang dipresentasikan oleh tim yang dipimpin oleh Timothy Noel adalah penyempurnaan reaktor mini Artificial leaf yang dipresentasikan sebelumnya di tahun 2016. Prototipe menggunakan alam sebagai contoh dalam mengatasi hambatan inti menggunakan energi matahari untuk membuat produk kimia, sesuatu yang diimpikan oleh para ilmuwan selama bertahun-tahun. Masalahnya adalah bahwa sinar matahari yang tersedia menghasilkan terlalu sedikit energi untuk memulai reaksi. Para peneliti berhasil menyalin trik dari daun sungguhan. Mereka merancang saluran yang sangat tipis disebut Luminescent Solar Concentrators (LSCs), karet silikon, seperti pembuluh darah yang mengalir melalui daun.

Sinar matahari mengaktifkan molekul-molekul cairan yang mengalir melalui saluran mikro dan memulai reaksi kimia. Kombinasi cahaya yang membatasi dan microchannels membuat intensitas cahaya cukup tinggi untuk reaksi. Pada 2018, tim mengembangkan mekanisme untuk menstabilkan produksi, terlepas dari variasi dalam sinar matahari langsung. Sistem umpan balik mereka, biayanya kurang dari 10 euro, dapat mempercepat atau memperlambat produksi untuk mencocokkan variasi intensitas.

Di mana pun Anda ingin membuat obat

Di reaktor yang sekarang disajikan oleh tim, karet silikon telah diganti oleh PMMA ( (Poly(methyl methacrylate) or Plexiglas). “Bahan ini lebih murah dan mudah dibuat dalam jumlah yang lebih besar. Ia juga memiliki refractive index yang lebih tinggi, sehingga cahaya tetap lebih baik ”, ucap Noel. “Tapi yang paling penting adalah kita bisa menambahkan lebih banyak jenis molekul peka cahaya dalam PMMA. Alhasil, pada prinsipnya semua reaksi kimia sekarang dimungkinkan dalam reaktor ini di seluruh luas spektrum cahaya tampak. “

Dalam publikasinya, para peneliti menunjukkan fleksibilitas reaktor dengan menyelesaikan berbagai reaksi kimia. Dua di antaranya terdiri dari produksi obat: artimesinin antimalaria dan ascaridole, pertahanan melawan cacing parasit. Ini membuat reaktor siap untuk penerapan. Misalnya, sebagai pabrik obat lokal di tempat-tempat yang sulit dijangkau: obat malaria di hutan, dan bahkan parasetamol di Mars dimungkinkan secara teori. “Dengan reaktor ini Anda dapat membuat obat di mana pun Anda inginkan,” ungkap Noel. “Kamu hanya perlu sinar matahari dan pabrik mini ini.”

Industri kimia hijau

Reaktor memiliki potensi untuk memecahkan masalah salah satu industri farmasi, yaitu meningkatnya tekanan untuk memproduksi secara berkelanjutan. Reaksi kimia untuk memproduksi obat saat ini membutuhkan bahan kimia beracun dan boros energi dalam bentuk bahan bakar fosil. Dengan menggunakan cahaya tampak, reaksi yang sama menjadi berkelanjutan, murah dan, secara teori, berkali-kali lebih cepat.

Noël: “Nyaris tidak ada kendala untuk menerapkanya, kecuali ini hanya berfungsi di siang hari. Daun tiruan sangat presisi; di mana ada matahari, ia bekerja. Reaktor dapat dengan mudah diskalakan, dan sifatnya yang murah dan swadaya membuatnya ideal untuk produksi bahan kimia hemat biaya dengan cahaya matahari. Karena itu saya sangat positif bahwa kita harus dapat menjalankan uji coba komersial dari teknologi ini dalam waktu satu tahun. Semua ini akan membutuhkan kemitraan dengan perusahaan farmasi yang tertarik untuk melanjutkan perjalanan ini bersama kami. “

Referensi:

Dario Cambié et al., Energy-efficient solar photochemistry with Luminescent Solar Concentrator-based photomicroreactors, Angewandte Chemie (6 August 2019).

Tautan ke artikel asli: ‘Artificial leaf’ produces medicine using sunlight for the first time / Eindhoven University of Technology

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.