Ph.D. kandidat Cecilia Bottecchia var en av de första som lyckades omvandla aminosyror, som kan användas för medicinering, med hjälp av synligt ljus. Detta är mer hållbart än konventionella metoder, där omvandlingen drivs av uppvärmning. Hon använde fotokatalysatorer för att fånga ljuset och för att rikta energin till de önskade kemiska reaktionerna. Bottecchia fick sin doktorsexamen. med utmärkelse den 20 februari.

Tanken med att använda ljus för att driva kemiska reaktioner är inte ny. Men för biomolekyler, som aminosyror, det var inte särskilt lämpligt eftersom de flesta biomolekyler bara absorberar UV-ljus. Teoretiskt sett, UV-ljus kan användas, men UV-lampor är ohälsosamma för människor och är så energiska att de bryter ner molekylerna. Så en metod som fungerar med synligt ljus är mycket önskvärd.

Bottecchia kunde inse detta, inte bara genom att designa rätt fotokatalytiska molekyler, men också motsvarande reaktorer. Ett viktigt krav var att ljuset lätt kunde nå aminosyrorna. Hon använde därför mikroreaktorer, med mycket tunn, transparenta reaktionskanaler, vilket säkerställer optimalt ljusinsläpp genom hela blandningen.

Metoden som hon insåg är extremt snabb. I den konventionella metoden, aminosyrorna är kraftigt utspädda i ett reaktionskärl som värms upp, och reagerar relativt långsamt. I Bottechias metod, med mikroreaktorn, aminosyrorna strömmar genom reaktorn i koncentrerad form och reagerar snabbt, inom några sekunder. Uppvärmning är inte nödvändig, vilket sparar mycket energi. Ljus krävs, och det kan vara vilken typ av synligt ljus som helst, visade forskaren. Solljus är ett alternativ, men även LED-ljus är lämpligt. Den nya metoden har också högre utbyte än den gamla:en högre andel av aminosyrorna omvandlas till den önskade produkten.

Ett annat plus:biomolekyler bryts ofta ned vid högre temperaturer. Så en metod som fungerar i rumstemperatur är bättre än en metod som fungerar med uppvärmning. Med sin nya ljusdrivna metod, den italienska forskaren kunde utföra vissa kemiska reaktioner, vilket hittills inte varit möjligt eftersom biomolekylerna i fråga bröts ned i förtid genom uppvärmning.

Också anmärkningsvärt är det faktum att Bottecchia under sin doktorandforskning arbetade på ett automatiserat system för Stern-Volmer-analysen, vilket är ett tidskrävande labbtest som måste göras ofta. Maskinen som kom ur den sparar nu forskare mycket tid och ansträngning.

Titeln på Ph.D. avhandlingen är fotokatalytisk modifiering av bioaktiva molekyler i mikroreaktorer med kontinuerligt flöde. Promotorn för Bottecchia är Dr. Timothy Noël från gruppen Micro Flow Chemistry and Synthetic Methodology.