Ein Allergiemedikament, ein Antidepressivum, ein Betäubungsmittel und ein Schlafmittel. Diese vier komplexen Wirkstoffe können Forscher am MIT in Boston mit nur einer einzigen Synthesemaschine herstellen. Die Chemiefabrik im Miniaturformat, ungefähr so groß wie ein Kühlschrank, besteht aus einzelnen Modulen. Für jede Substanz werden die im Baukastenprinzip neu zusammengestellt.

Das Herzstück bilden die Syntheseeinheiten, in denen die chemischen Reaktionen stattfinden. Die anderen Module beherbergen zum Beispiel Vorratsgefäße für die Ausgangssubstanzen, Pumpen und Einheiten, in denen die Produkte gereinigt werden. Am Ende spuckt die Maschine eine hoch konzentrierte Lösung des Wirkstoffs aus.

Je nach Substanz können die Forscher um Timothy Jamison und Allan Myerson am Tag 800 bis über 4.000 Dosen eines Medikaments herstellen – und zwar kontinuierlich wie am Fließband. Denn sie nutzen für die chemischen Umsetzungen einen Durchflussreaktor, also ein gewundenes, beheizbares Röhrchen, durch das die Reagenzien und Lösungsmittel gepumpt werden. Sensoren überwachen im gesamten System den Druck, die Temperatur und die Fließgeschwindigkeit der Reaktionsmischung. Die Bedingungen lassen sich so einstellen, dass möglichst wenige unerwünschte Nebenprodukte entstehen.

Durchflussreaktoren haben sich in der Industrie vor allem dort etabliert, wo große Mengen von Alltagschemikalien hergestellt werden. Die Synthese von pharmazeutischen Wirkstoffen setzt sich jedoch aus vielen Einzelschritten zusammen. Daher hat sich solch ein kontinuierliches Verfahren dafür nicht durchsetzen können. Durch voll automatisierte Synthesemaschinen könnte sich das nun ändern.

In der Pharmaindustrie kommt das neue Gerät gut an. Im Gespräch mit Forschung aktuell sagte Dr. Rainer Martin vom Innovation Center der Pharmafirma Roche in Basel, er finde die Arbeit der MIT-Forscher sehr beeindruckend, weil sie es geschafft haben, "einen wirklich sehr komplexen Prozess in einer einzigen Apparatur umzusetzen".