可以更快,更便宜和更可持续地生产化学化合物的新型催化反应器已获得英国创新公司的资助。巴斯大学化学工程师Emma Emanuelsson-Patterson博士和Parimala Shivaprasad博士开发的旋转筛网反应器(SMDR)可以通过使化学物质与酶反应来创建化学物质和API(活性药物成分),用于制造各种药物。在一块覆盖着旋转布的盘子上,就像黑胶唱片一样。
两家公司的SMDR Ltd,已经从Innovate UK获得了资金,以使反应器商业化,并在12年的开发后将其销售给制药公司。
SMDR通过模仿电唱机的动作来产生化学物质:将涂在羊毛布料圆盘上的酶旋转到转盘上,在转盘上它与化学底物发生反应,从而生成所需的化合物或API。
Emanuelsson研究小组表明,使用布盘可以保护酶免受或剪切的影响,从而使其无法使用,并使酶催化剂与底物之间达到最佳接触,从而确保快速反应。这意味着催化剂布盘可以使用更长的时间,从而使该过程比传统的反应器更便宜且更具可持续性。
Emanuelsson-Patterson博士说:“ SMDR的基本原理是利用旋转产生的离心力产生非常一致且可重复的反应。化学工程师努力提高这种“质量转移”,因为它可以产生更快的反应,并且就我们而言,更多的化学品或API。”
Shivaprasad博士补充说:“ SMDR的主要优点之一实际上有点像点唱机,可以在记录之间切换。使用触媒布网片可以轻松,快速地进行交换,这意味着我们可以应用一系列不同的试剂或催化剂迅速产生了各种各样的化学药品或原料药。”
Emanuelsson-Patterson博士在解释提高效率的必要性时说:“试剂和酶很昂贵,并且对它们的处理方式也非常敏感,特别是在剪切力(或撕裂力)方面。使用网盘并利用离心力意味着我们已大大降低了这些风险,为安全地重用这些风险提供了更大的潜力。这在效率,成本和可持续性方面都有好处。”
圆盘设计还具有提高化学生产效率的潜力-催化剂可以快速切入和切出,从而为批量生产创造了灵活性和范围。团队将研究的一个激动人心的挑战是SMDR如何同时使用多种催化剂进行几种不同的反应。
Shivaprasad博士是为期三个月的ICURe计划的一部分,旨在对SMDR进行市场分析。主要目标是确定当前的化学制造挑战,以及SMDR是否有潜力缓解这些挑战以提高化学工业的加工效率。
她说:“我们发现,制药中介机构(提供API,药品或产品所含成分的公司)之间存在市场需求,以寻求更快,更可持续的生产选择。”
Emanuelsson-Patterson博士和Shivaprasad博士的下一步包括在试点规模上优化多盘“放大”反应堆MD-SMDR,并进行成本分析。他们希望其成本效益和灵活性将为当地生产原料药和化学品提供一条途径,减少对复杂供应链的依赖,这在大流行期间已在某些国家被证明是一个问题。
MD-SMDR基于模块化概念进行设计,该模块化概念具有单个轴和多个光盘,每个光盘都可以堆叠。这将在生产的化学品的数量和类型上创造灵活性。
该项目已获得英国研究与创新计划(Institute UK Sustainable Funding Round 2)的68,500英镑资助。
Innovate UK临时执行主席Ian Campbell博士说:“在这样的困难时期,我们已经看到了英国最好的商业创新。这种大流行不仅是一种紧急医疗事件,而且还影响着社会和经济。
“ SMDR Ltd以及创新英国通过该基金支持的每一项举措,都是推动可持续经济发展的重要一步。每一个人也都在帮助实现勤奋的人们的抱负。”