Volgens de betrokken hoogleraren Wybren Jan Buma (Molecular Photonics) en Luuk Visscher (Theoretische Chemie) zal het te ontwikkelen instrument de bepaling van de ruimtelijke structuur van de cruciale chirale moleculen aanzienlijk versnellen en verbeteren. Dat is onder andere van belang voor de ontwikkeling van geneesmiddelen.

De hoogleraren denken de verbetering te kunnen realiseren door de integratie van spectroscopische technieken (de expertise van Buma) en de theoretische beschrijving van moleculen (de expertise van Visscher). In de publiek-private samenwerking met de betrokken bedrijven is het belangrijkste doel de analysetechniek toegankelijk te maken voor toepassing op industriële schaal.

Chiraliteit en het belang voor de industrie

De chiraliteit van moleculen (hun “links-” of “rechtshandigheid”) is in heel veel gevallen doorslaggevend voor hun chemische en biologische activiteit. De bepaling van de precieze ruimtelijke structuur van deze moleculen is daarom cruciaal, met name voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen. Regulerende gezondheidsinstanties stellen steeds strengere eisen aan de chirale zuiverheid van de toegepaste verbindingen.

Voor de bepaling van die zuiverheid zijn spectroscopische technieken beschikbaar die het verschil in trillingen van chirale moleculen kunnen meten. Maar deze technieken zijn nog niet praktisch industrieel toepasbaar. Het vergt veel werk om resultaten te verkrijgen en bovendien zijn alleen relatief kleine moleculen te bestuderen.

Voortbouwen op fundamenteel onderzoek

In de afgelopen jaren is uit fundamenteel onderzoek gebleken dat de bepaling van chiraliteit een stuk sneller kan als de spectroscopische resultaten op een slimme manier worden gecombineerd met theoretische modellering van de moleculen. Bovendien zijn dan veel grotere moleculen te analyseren.

Recent onderzoek van de Amsterdamse theoretisch chemicus Paul Nicu, gefinancierd met een VENI beurs van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek NWO, heeft laten zien dat de benodigde kwantumchemische berekeningen één tot twee ordes sneller zijn te maken. In plaats van enkele dagen duren deze dan nog slechts enkele uren, en in een aantal gevallen zelfs minder dan een uur.

Nicu is nauw betrokken bij het nieuwe NCI project waarin de nieuwe theoretische en experimentele methoden nu naar de markt worden gebracht. Daarnaast zal implementatie van nieuwe theoretische uitdrukkingen het mogelijk maken om zogenaamde resonant-versterkte technieken te gebruiken. Deze werden oorspronkelijk ontwikkeld door Laurence A. Nafie  van Syracuse University, tevens Chief Technological Officer van het betrokken bedrijf BioTools, Ltd. en zijn verder uitgebreid door de Molecular Photonics groep van HIMS.

Over de betrokken bedrijven

Scientific Computing & Modelling N.V. is een wetenschappelijk software bedrijf dat zich richt op de simulatie van materialen op atomaire schaal. Het bedrijf is in 1995 als een spin-off van de VU Universiteit Amsterdam opgericht. BioTools, Inc. is in 2001 opgericht, en is de marktleider op het gebied van commerciële apparatuur voor het meten van vibrationeel circulair dichroisme en Raman optische activiteit.

Over het Fonds Nieuwe Chemische Innovaties

Sinds oktober 2012 levert NWO met het Fonds NCI haar bijdrage aan de stimulering van Publiek-Private Samenwerking (PPS) in de Topsector Chemie, zoals vastgelegd in het Innovatiecontract Chemie 2012-2016. Het Fonds NCI wil bedrijven en kennisinstellingen stimuleren het beste uit zichzelf te halen om tot innovaties te komen.