რას იფიქრებდით, თუ გეტყოდნენ, რომ თქვენი ცარიელი წყლის ბოთლი ოდესმე ტკივილს გაგიყუჩებთ? ეს შესაძლოა სამეცნიერო ფანტასტიკას ჰგავდეს, მაგრამ მეცნიერებმა ეს უკვე რეალობად აქციეს. მათ შეძლეს პლასტმასის ნარჩენების გარდაქმნა პარაცეტამოლის ინგრედიენტად. ანუ იმ მედიკამენტად, რომელსაც უამრავი ადამიანი ყოველდღიურად იყენებს ტკივილის შესამსუბუქებლად და სიცხის დასაწევად.
ეს მიღწევა სცდება უბრალო ქიმიურ გარდაქმნებს და წამლის მიღების ალტერნატიულ გზებს სულ სხვა კუთხით გვანახებს. აქ მთავარ როლს ასრულებს ლოსენის რეაქცია (Lossen rearrangement), რომელიც წლებია ლაბორატორიებში წამლების მისაღებად გამოიყენება. ახლა კი ამ რეაქციის გამოყენება ცოცხალ ორგანიზმში, ბაქტერიაში, გახდა შესაძლებელი.
როგორ გარდაიქმნება ბოთლი წამლად?
სასმელი ბოთლების უმრავლესობა დამზადებულია პოლიეთილენტერეფტალატისგან (PET), გამძლე და გამჭვირვალე პლასტმასისგან, რომელიც მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ნარჩენია.
მეცნიერები მას პატარა ნაწილებად შლიან და ქიმიური რღვევით გრძელ ჯაჭვებს მარტივ შენაერთებად გარდაქმნიან. ერთ-ერთი არის ტერეფთალინის მჟავა, რისგანაც მეცნიერები ამზადებენ სპეციალურ ნაერთს, რომელიც ლოსენის რეაქციაში მონაწილეობს. ამ რეაქციის დროს გარკვეული ტიპის ქიმიური ნივთიერება გარდაიქმნება ამინების ტიპის ნაერთად, რომელიც ფარმაცევტულ მრეწველობაში ხშირად გამოიყენება როგორც საწყისი ნივთიერება მრავალი მედიკამენტის დასამზადებლად.
ტრადიციულად, ლოსენის რეაქცია მხოლოდ ლაბორატორიის მკაცრ პირობებში ტარდება, რადგან ის სითბოსა და კატალიზატორების გარეშე არ მიმდინარეობს. სწორედ ამიტომ ითვლებოდა შეუძლებლად ამ ქიმიური გარდაქმნის ცოცხალ ორგანიზმში ჩატარება. თუმცა, მეცნიერებმა ეს დაბრკოლება წარმატებით დაძლიეს. მათ მოახერხეს ამ რეაქციის გააქტიურება ბაქტერიის, ნაწლავის ჩხირის (E. coli) შიგნით, სიცოცხლესთან თავსებად პირობებში.
აღმოჩნდა, რომ რეაქციის გასამართად საკმარისია ფოსფატი, ბუნებრივი და უვნებელი ნივთიერება, რომელიც უჯრედებში ისედაც უხვადაა. ამის წყალობით რეაქცია ბაქტერიის შიგნით უსაფრთხოდ მიმდინარეობს და წარმოქმნის პარამინობენზოინის მჟავას (PABA). ეს ნაერთი ბაქტერიებს ზრდისთვის, ხოლო ადამიანებს პარაცეტამოლის დასამზადებლად სჭირდებათ. ამ პროცესის წარმოდგენა მარტივია. ბაქტერიებს „აჭმევენ“ პლასტმასის ნარჩენებიდან მიღებულ ნაერთს და ისინი მას წამლის ინგრედიენტად გარდაქმნიან.
თუმცა წინ კიდევ ბევრი გამოწვევაა. რეალური პლასტიკური მასალა „ჭუჭყიანია“, ბოთლებზე ხშირად რჩება საკვების ნარჩენები, საღებავი და წებოს კვალი, რაც ბაქტერიებისთვის საზიანოა. ამიტომ გამოყენებამდე მისი გასუფთავება და სპეციალური დამუშავებაა საჭირო.
ამ ეტაპზე პროცესი მასშტაბური არაა. ლაბორატორიაში მიღებული შედეგები იმედისმომცემია, თუმცა ჯერ მხოლოდ მცირე რაოდენობით პრეპარატი იწარმოება და დიდ ფარმაცევტულ ქარხნებთან კონკურენცია შეუძლებელია.
ფაქტია, ამ აღმოჩენამ „უსარგებლო ნარჩენის“ ცნება საეჭვო გახადა და აჩვენა, რომ ნარჩენებში, სინამდვილეში, დიდი პოტენციალია. ეს თვალსაჩინო მაგალითია, თუ როგორ შეიძლება ქიმიისა და ბიოლოგიის ჰარმონიული შერწყმით ერთდროულად გადაიჭრას ორი მნიშვნელოვანი გამოწვევა: პლასტმასის ნარჩენების შემცირება და წამლების უფრო ეკომეგობრულად წარმოება.
