Nach Angaben der Autoren und Herausgeber des Magazins wählt C & EN jedes Jahr die interessantesten Startups aus. Die Wahl fiel unter anderem auf Unternehmen aus den Bereichen künstliche Intelligenz, Analytik und Visualisierung in Bezug auf die Bereiche Biomedizin und Chemie.
Die Entwicklungen dieser Unternehmen werden es uns ermöglichen, Veränderungen in der Form von Proteinen genauer zu untersuchen, Moleküle zu identifizieren, neue Medikamente und Materialien durch Experimente zu finden, einschließlich solcher, die unter Verwendung von Algorithmen für maschinelles Lernen entwickelt wurden.
RNA-Targeting mit niedermolekularen VerbindungenGestartet: 2015
Richtung: Arzneimittelentwicklung
Technologie: RNA-Bindungsverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht
Gründer: Russell Petter
Finanzen: 38 Millionen US-Dollar von Investoren, darunter Canaan Partners, Advent Life Sciences, Pfizer und Celgene
RNA ist ein ziemlich komplexes Objekt für die Entwicklung molekularer Strukturen, die selektiv daran binden können. Viele Unternehmen haben versucht, gezielt RNAs zu binden, beispielsweise mithilfe von RNA-Interferenztechniken, bei denen die RNA-Sequenz an eine komplementäre Sequenz bindet. Leider sind Versuche, diese Technologie im menschlichen Körper vorhersehbar zum Funktionieren zu bringen, bisher gescheitert, mit Ausnahme der jüngsten Erfolge bei der Behandlung von Lebererkrankungen. Arzneimittelmoleküle zielen oft auf Proteine ab, aber in Arrakis erzeugen sie Strukturen, die auf RNA abzielen. Diejenigen Moleküle, die mRNA - den genetischen Vorläufer von Proteinen - binden können, können die Bildung spezifischer Proteine für die Ursachen der Krankheit verhindern.
Wenn kleine Moleküle eine bestimmte RNA genau erkennen können, eröffnet dies ein völlig neues Niveau für die Arzneimittelentwicklung. Das Problem ist, dass von mehr als 20.000 menschlichen Proteinen theoretisch nur etwa 15% für kleine Moleküle verfügbar sind. Da Matrix-RNA (mRNA) ein chemischer Vermittler zwischen dem DNA-Szenario einer Zelle und Proteinakteuren ist, kann ein mRNA-bindendes Arzneimittel die Produktion von Proteinen stoppen, einschließlich solcher, die mit herkömmlichen Methoden nicht erreicht werden können.
DNA wird in mRNA transkribiert - das Medikament bindet und stabilisiert selektiv mRNA - gebundene mRNA kann nicht an der Proteinsynthese beteiligt sein.
Pflanzenschutz mit formverändernden borhaltigen MolekülenGestartet: 2015
Richtung: Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft
Technologie: Anpassbare Bormoleküle
Gründer: Stephen J. Benkovic, Gerald Fink, C. Tony Liu, Paul Schimmel und Lucy Shapiro
Finanzierung: 10 Mio. USD von der Bill & Melinda Gates Foundation, Arch Venture Partners, Flagship Pioneering, Bayer und Syngenta Ventures
Nach Angaben der Vereinten Nationen zerstören jedes Jahr Pflanzenkrankheiten und Parasiten 20-40% der weltweiten Ernte. Der Handel in einer globalisierten Welt hat es den Landwirten ermöglicht, die Märkte zu erweitern, aber auch die Ausbreitung schwerer Krankheiten wie
Fusarium , das die Bananenproduktion bedroht, ermöglicht.
Trotz der Tatsache, dass große landwirtschaftliche Unternehmen jedes Jahr neue Pestizide einführen, ist es unmöglich, ein universelles Pestizid zu entwickeln. Gegen zwei der meistverkauften Fungizide, die Anfang der 60er Jahre auf den Markt gebracht wurden, haben viele Organismen bereits Resistenzen entwickelt.
Liu und seine Kollegen aus Boragen haben eine Bibliothek mit Borverbindungen zur Abtötung von Pflanzenschädlingen erstellt, die eines gemeinsam haben: eine auf Bor basierende Struktur.
Klassische Fungizide basieren auf der Chemie von Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel oder Metallen. Die Verwendung von borhaltigen Verbindungen ist ein neuer Ansatz, der die Möglichkeit nahe legt, nach bisher unbekannten Wirkmechanismen zu suchen. Diese Funktion gab Boragen einen Platz im neuen Research Triangle Park, NC, basierend auf AgTech Accelerator. Anfang dieses Jahres zog sich das Unternehmen mit 10 Millionen von Accelerator-Investoren, darunter der Bill and Melinda Gates Foundation, Bayer und Syngenta, von AgTech zurück.
Benzoxoboron-Fungizide können mit herkömmlichen Fungiziden gemischt werden. Zwei verschiedene Wirkmechanismen werden verwendet, um eine Fungizidresistenz zu verhindern. Die Wirksamkeit eines borhaltigen Moleküls kann unter Verwendung einer von zwei räumlichen Formen neu eingestellt werden.
Verwendung künstlicher Intelligenz in einem MateriallaborGestartet: 2013
Regie: F & E-Materialien
Technologie: Künstliche Intelligenz
Gründer: Bryce Meredig, Kyle Michel und Greg Mulholland
Finanzen: 7,6 Mio. USD von Investoren, darunter Innovation Endeavours, Prelude Ventures und Data Collective
Das Unternehmen wurde auf der Grundlage einer Forschungsgruppe an der University of California in Santa Barbara organisiert, die eine Datenbank mit thermoelektrischen Materialien sammelte.
Im September gab Citrine den Erfolg von Forschern von UCSB und General Motors bekannt, die ihre Software zur Lösung langjähriger Probleme verwendeten, die die Verwendung von Aluminiumlegierungen im 3D-Druck behindern.
Mit den Prinzipien der KI und des maschinellen Lernens in Cloud-Software beschleunigt und fördert Citrine die Materialforschung durch Modellierung auf der Grundlage proprietärer und öffentlich verfügbarer Daten.
Ein neuer Ansatz für das BioverarbeitungsdesignGestartet: 2014
Richtung: Bioverarbeitung
Technologie: Modifizierte Mikroorganismen
Gründer: Nina Lin und Jeremy Minty
Finanzierung oder bekannte Partner: Zuschüsse einer US-Regierungsbehörde in Höhe von insgesamt mehr als 1 Million US-Dollar, Engelsinvestitionen und ein von AkzoNobel finanziertes Projekt
Herkömmliche Bioverarbeitungsansätze umfassen typischerweise mehrere aufeinanderfolgende Schritte. Im Gegensatz dazu bietet Ecovia ein effizienteres Verfahren, bei dem verschiedene Mikroorganismen gleichzeitig für die Verarbeitung in einer Stufe verwendet werden. Ecovia nennt diesen Ansatz die Schaffung synthetischer mikrobieller Ökosysteme. Nach Angaben des Unternehmens kann das EcoSynth Ecovia-System die Kosten für chemische Produkte um fast zwei Größenordnungen senken.
Die Verwendung von Bakterienfamilien für die Bioverarbeitung in einem Stadium.
Künstliche Intelligenz, um die Kosten zu senken und die Entwicklung und Suche nach Medikamenten zu beschleunigenGestartet: 2014
Anleitung: Suche und Design von Medikamenten
Technologie: KI-Algorithmen zur Suche nach den besten Medikamentenkandidaten
Gründer: Andrew Hopkins
Finanzierung oder bekannte Partner: Evotec, GSK, Sanofi, Sumitomo Dainippon Pharma und Sunovion
Exscientia verwendet Daten aus vielen Quellen, darunter ein Pharmaunternehmen, wissenschaftliche Literatur und eigene Screening-Ergebnisse unter Verwendung von Oberflächenplasmonresonanz. Der Algorithmus verarbeitet die Daten und bietet vielversprechende Verbindungen. Anschließend wählen die Chemiker 20 für die Produktion realistische Verbindungen aus, die das Pharmaunternehmen Exscientia als Partner synthetisiert und anhand verschiedener Tests testet. Die Ergebnisse werden an Exscientia zurückgegeben, wo weitere 20 Verbindungen basierend auf diesen Ergebnissen erneut ausgewählt werden. Der gesamte Zyklus dauert ungefähr zwei Wochen (in anderen Pharmaunternehmen kann der Zyklus zwei Monate dauern).
Die Arzneimittelsuche bei Exscientia beginnt mit der Verarbeitung vorhandener Daten, aus denen 20 Verbindungen der ersten Runde für Synthese und Tests entwickelt werden. Als nächstes werden die Ergebnisse der ersten Runde in der nächsten Runde für das anschließende Design, die Synthese und das Testen verarbeitet.
Lyotrope Flüssigkristalle in Beleuchtung und DisplaysGestartet: 2013
Richtung: Anzeigen und Beleuchtung
Technologie: Lyotrope Flüssigkristalle für Polarisatoren und Nanosuspensionen
Gründer: Marc McConnaughey
Finanzierung oder bekannte Partner: Risikofinanzierung in Höhe von 29,3 Mio. USD, einschließlich von Tokyo Electron, JSR und Tsingda International Venture Capital
Die von Light Polymers verwendete Technologie wurde erstmals in der UdSSR entwickelt, als in den 1970er Jahren versucht wurde, eine eigene Produktion von Displays zu erstellen. In den späten 1990er Jahren gründeten viele Flüssigkristallwissenschaftler neue Unternehmen in diesem Forschungsbereich. Evgeny Morozov und Valery Kuzmin waren Teil des ursprünglichen Teams, das in Russland an dieser Technologie arbeitete. Nach ihrer ersten Entwicklung im Labor eines Forschungszentrums in Moskau zogen sie nach Kalifornien und wechselten dann zu Light Polymers, das 2013 gegründet wurde.
Ihre Materialien sind ideal zum Suspendieren von Partikeln wie Leuchtstoffen von LEDs. Die Suspension wird verwendet, um einen dünnen Film herzustellen, der dabei hilft, blaues Licht in Weiß umzuwandeln. Bei herkömmlichen LEDs sind Leuchtstoffe in Silikonöl suspendiert. Lyotrope Flüssigkristalle können Leuchtstoffe kompakter und genauer organisieren als Silikon. Infolgedessen 25% mehr Lichtleistung, weniger optischer und Wärmeverlust. Noch wichtiger ist, dass Sie den Film so ändern können, dass er ein bestimmtes Spektrum aussendet.
Ein weiteres Ziel für Light Polymers sind Displaypolarisatoren. Gegenwärtig bestehen Polarisationsfilme auf LCD-Displays aus gefärbtem Polyvinylalkohol, der in einem organischen Lösungsmittel gefärbt und gestreckt wird. Light Polymers möchte dieses teure Verfahren durch ein billiges Verfahren auf Wasserbasis ersetzen, das die 10-milliardste Industrie ernsthaft verändern könnte.
Lichtpolymere behaupten, dass ihre lyotropen Flüssigkristall-Phosphorfilme blaues Licht effizienter in Weiß umwandeln als Silikonphosphorfilme. Außerdem sind sie dünner und verbrauchen weniger Leuchtstoff.
Sichere Ozonolyse für die IndustrieGestartet: 2011
Richtung: Spezialisierte chemische Produktion
Technologie: Fließende Ozonolyse
Gründer: Paul Anastas und Patrick Foley
Finanzierung oder bekannte Partner: Finanzierung der B-Serie in Höhe von 9,6 Mio. USD von Unternehmen, zu denen auch die BASF gehört
Die Industrie versucht, die Verwendung von Ozonolyse aufgrund der hohen Reaktivität von Ozon und der Schwierigkeiten bei der Skalierung des Prozesses zu vermeiden.
Die Doppelbindungsozonreaktion ist jedoch ein einfacher und wirksamer Weg, um wichtige Disäuren, Aldehyde und andere Oxidationsprodukte herzustellen.
Bei der herkömmlichen Ozonolyse wird acht Stunden lang ein Ozongemisch mit Luft durch einen großen Reaktor geblasen. Die Reaktion ist sehr exotherm und kann zu instabilen Nebenprodukten führen.
Bei einem kontinuierlichen Verfahren aus P2 beträgt das Volumen der Reagenzien nur ein Tausendstel des Volumens eines herkömmlichen Reaktors, und die Reaktionszeit wird in Minuten und nicht in Stunden gemessen.
Um die Ozonolyse für die chemische Herstellung sicher zu machen, werden in einem Durchflussreaktor aus P2 die Reagenzien in einer dünnen Schicht mit Ozon gemischt, während sie durch ein gekühltes Reaktorrohr geleitet werden. Dieser Prozess verspricht sicherer zu sein, da ein sehr kleiner Teil der Reaktanten während des Inline-Prozesses gemischt wird.
Die Untersuchung der Bewegung von Proteinen zur Suche nach WirkstofftargetsGestartet: 2016
Richtung:
Technologie:
Gründer: Matthew Jacobson, Dorothee Kern, Mark Murcko und DE Shaw Research
Finanzierung oder renommierte Partner: 29,3 Millionen US-Dollar von Third Rock Ventures
Wenn wir das tatsächliche Verhalten von Proteinen sehen könnten, wie es tatsächlich geschieht, könnten wir ein Ziel für zuvor unzugängliche Krankheiten finden. Zu den bekanntesten Beispielen für uneinnehmbare Ziele gehört das KRas-Onkogen, von dem bekannt ist, dass es bei einer Vielzahl von onkologischen Erkrankungen mutiert.
Relay Therapeutics verwendet die neueste Technologie, um die Bewegung von Proteinen aufzuzeichnen. Sie hoffen, dass sie damit eine Forschungsplattform für die umfassende Behandlung komplexer Krebserkrankungen entwickeln können.
Bisher unzugängliche Technologien ermöglichten es Relay, die Bewegung von Proteinen aufzuzeichnen und zuvor unzugängliche Punkte für das Andocken an niedermolekulare Moleküle zu öffnen.
Entwicklung von Festelektrolyten für sicherere Batterien mit höherer KapazitätGestartet: 2012
Richtung: Batterien
Technologie: Festelektrolyte auf Sulfidbasis
Gründer: Doug Campbell, Sehee Lee und Conrad Stoldt
Finanzierung oder renommierte Partner: 29,3 Millionen US-Dollar
Moderne Lithium-Ionen-Batterien arbeiten typischerweise mit einer Lithium-Ionen-Kathode, einer Graphitanode und einem flüssigen Elektrolyten. Das Problem ist, dass sich flüssige Elektrolyte beim Erhitzen entzünden können. Eine sicherere Lösung - eine, die auch eine höhere Energiedichte bieten kann - ist die Umstellung auf Festelektrolyt.
In der Vergangenheit war das Problem mit Sulfidelektrolyten die Zerbrechlichkeit des Materials. Solid Power behauptet, dass die Verarbeitung ihres Elektrolyten bei niedriger Temperatur die Verwendung von Polymerbindemitteln ermöglicht, die die Sprödigkeit verringern. Solid Power berichtet auch, dass Lithiumsulfid-Festelektrolyte ungefähr zum gleichen Preis wie flüssige Elektrolyte hergestellt werden können. In Tests arbeitet der Elektrolyt von Solid Power zuverlässig bei Temperaturen um 150 ° C - Bedingungen, unter denen sich flüssige Elektrolyte entzünden können.
Solid Power verwendet feste Schwefelelektrolyte, die bei höheren Temperaturen sicherer sind als brennbare flüssige Elektrolyte. Im Gegensatz zu Batterien mit flüssigen Elektrolyten unter Verwendung von Kohlenstoff- oder Graphitanoden können Festelektrolyte auch mit einer Lithiumanode verwendet werden, wodurch die Energiedichte erheblich erhöht werden kann. Die Kombination eines Festelektrolyten mit einer Lithiumanode kann eine Festleistungsbatteriedichte von bis zu 400-500 W / kg liefern. Dies ist mehr als die doppelte Dichte herkömmlicher flüssiger Elektrolytzellen, die herkömmliche Graphitanoden verwenden
Tragbarer Sensor auf Nanoporenbasis mit präzisen LaborgerätenGestartet: 2011
Richtung: Diagnose
Technologie: Nachweis von Molekülen mit Nanoporen
Gründer: William Dunbar, Dan Heller und Trevor Morin
Finanzierung oder renommierte Partner: 31,5 Millionen US-Dollar von Khosla Ventures und anderen
Nanoporentechnologie als Forschungsinstrument seit etwa 20 Jahren. Unternehmen wie Oxford Nanopore Technologies und Illumina verwenden Nanoporen für die DNA-Sequenzierung. Im Gegensatz dazu ist die Two Pore Guys-Technologie (zumindest vorerst) nicht für die DNA-Sequenzierung ausgelegt. Stattdessen sollen elektronische Signale von Molekülen wie Krankheitserregern oder Umweltschadstoffen empfangen werden.
Das Two Pore Guys-Detektionssystem basiert auf einem Teststreifen mit einem geätzten Mikrokanal, der zu einem Siliziumnitrid-Chip mit einer Apertur von 25 bis 125 nm führt. Die Kombination eines Slide-Plus-Chips kostet bei kleinen Stückzahlen etwa 50 Cent. Die Analyse erfolgt, wenn der Benutzer einen Teststreifen in das Gerät einlegt. Eine Probe, die auf einem Streifen mit dem Reagenz platziert ist, gelangt durch die Kanäle zum Kristall, wo ein elektrischer Strom vom Lesegerät Moleküle durch die Nanopore zieht. Schließlich überträgt der Detektor Rohdaten zur Interpretation an ein Smartphone oder Tablet.
Mit Hilfe der gesammelten Mittel hofft das Unternehmen, das tragbare Touch-Gerät und die einmaligen Teststreifen bereits im nächsten Jahr in die Hände der Entwickler zu übertragen. Entwickler werden Two Pore Guys-Geräte verwenden, um schnelle und kostengünstige Tests auf Viren wie HIV und Zika, lebensmittelbedingte Krankheitserreger und verschiedene Umweltschadstoffe zu erstellen. Monsanto erklärte sich bereit, ihr sensorisches System für die Analyse von Biomolekülen in landwirtschaftlichen Kulturen, Schädlingen und Krankheitserregern zu evaluieren.
Blut, Speichel oder anderer Analyt wird auf einem Objektträger verteilt, der dann in den Detektor gegeben wird. Mikrofluidische Kanäle liefern Proben an den Silizium-Nanoporen-Nanoporen-Chip. Die Ladung vom Detektor überträgt das Molekül durch den Chip, zeichnet das Signal von den Molekülen auf und sendet es zur Interpretation an das Computergerät.
FehlerDie Übersetzung ist nicht wörtlich. Der Quelltext ist zu viel Wasser und Informationen, die für mich nicht interessant sind . Kritik ist willkommen.
Ich bin kein professioneller Übersetzer, daher bitte ich Sie, Fehler nicht zu ignorieren und sie in einer Nachricht zu senden.
Update:
Fehler
behoben , danke
old_bear und
ThunderCatLinks hinzugefügt.