ChemBeads: Povlak pevného katalyzátoru na skleněných kuličkách

Úvod do ChemBeads

Výzkumníci a chemici neustále hledají nové technologie pro optimalizaci rychlého screeningu různých reakčních podmínek pro molekuly s vysokou složitostí a vzácností. Metody dávkování pevných látek pro chemická činidla v nanomolekulárním měřítku jsou vzhledem k jejich fyzikálním vlastnostem náročné. Od doby vývoje skleněných kuliček potažených pevnými chemickými činidly, nazývaných ChemBeads, však lze efektivně provádět laboratorní práci s podmiligramovými množstvími pevných látek, zejména pro vysokokapacitní reakční screening, při minimální spotřebě materiálu.

ChemBeads jsou malé skleněné kuličky potažené chemickými látkami vytvořené pro použití ve vysokokapacitních experimentech (HTE). Tyto kuličky umožňují snadné dávkování různých pevných látek v malých množstvích. Proces vytváření kuliček ChemBeads zahrnuje umístění katalyzátorů nebo jiných suchých chemických látek, jako jsou ligandy a anorganické báze, do mechanického akustického směšovače se skleněnými kuličkami o šířce přibližně 250 µm.¹ Prostřednictvím Van der Waalsových sil pevné látky rovnoměrně pokryjí hladký kulatý povrch kuliček bez použití jakýchkoli chemických látek nebo povrchově aktivních látek. Katalyzátor zůstává potažen na kuličce, dokud nedojde ke kontaktu s rozpouštědlem, čímž se katalyzátor uvolní do roztoku.

Vysokokapacitní experimenty často využívají automatizované robotické systémy ke screeningu několika různých katalyzátorů nebo sloučenin v mikro- až nanorozměrech, aby se určily ideální kombinace činidel a podmínek pro reakci. Vzhledem k obtížím při programování robotických platforem pro dávkování pevných látek s různými fyzikálními vlastnostmi je při těchto reakcích často nutné dávkovat submiligramová množství drahých katalyzátorů ručně, a právě zde jsou skleněné kuličky potažené pevným katalyzátorem významným přínosem.² Díky nízkému zatížení skleněných kuliček, až 20 % hmot., si kuličky ChemBeads zachovávají fyzikální vlastnosti svého hostitelského média, což umožňuje naprogramovat robotickou platformu jednou pro všechny produkty ChemBeads. Díky tomu je systém ChemBeads ideální pro robotické dávkování nanomolekulárních koncentrací katalyzátorů, což šetří čas i peníze.

Produkty ChemBeads lze také objemově vážit. Kalibrované odměrky ChemBeads lze použít k přesnému vážení 5, 10 nebo 50 miligramů produktů ChemBeads. Byly navrženy tak, aby důsledně a přesně dodávaly kalibrované množství rychle a efektivně. Naběračky jsou vyrobeny z chemicky odolného plastu, který lze opakovaně použít.

ChemBeads umožňují lepší experimentování díky možnosti paralelního screeningu více reakčních podmínek, optimalizaci reakcí s konkrétními výchozími materiály, snížení využití drahých drahých kovů nebo stavebních bloků (< 1 mg) a zvýšení rychlosti a výkonu. Hlavičky ChemBeads mají schopnost ovlivnit výzkumné pracovníky a chemiky v akademických, farmaceutických a průmyslových laboratořích.

Přispějeme k plynulosti vaší práce pomocí různých hlaviček ChemBeads, které vám pomohou dosáhnout nových hranic ve vašem výzkumu a vývoji.

Obrázek 1. Zvětšené fotografie následujícího produktu ChemBeads: Chlorid palladia ChemBeads, [1,1′-Bis(difenylfosfino)ferrocen]dichlorpalladium(II) ChemBeads, Grubbs Catalyst^® M204 ChemBeads a Tris(dibenzylideneaceton)dipalladium(0) ChemBeads (zleva doprava).

Odkazy

1. Tu NP, Dombrowski AW, Goshu GM, Vasudevan A, Djuric SW, Wang Y. 2019. High-Throughput Reaction Screening with Nanomoles of Solid Reagents Coated on Glass Beads. Angew. Chem. Int. Ed.. 58(24):7987-7991. https://doi.org/10.1002/anie.201900536

2. Martin MC, Goshu GM, Hartnell JR, Morris CD, Wang Y, Tu NP. 2019. Versatile Methods to Dispense Submilligram Quantities of Solids Using Chemical-Coated Beads for High-Throughput Experimentation. Org. Process Res. Dev.. 23(9):1900-1907. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.9b00213