在浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）的生物与分子智造研究院李承喜研究员团队实验室里，取代传统烧瓶化学场景的，是一台名为CycloBot的智能设备。此刻，它正以稳定的运行节奏发出轻微的声响，进行着一场“分钟级”的分子合成。
“与其说我们在做实验，不如说是在编程分子。”团队博士后万枫向大家演示，就在半小时前，他刚输入了一段环肽的“数字配方”，而现在，高纯度的目标分子已经制备完成——同样的过程，传统方法需要耗时4天。
这项成果近日登上化学领域顶级期刊JACS，将环肽合成从“天”计量压缩至“分钟”级，为未来新药研发装上了一台全新的“分子打印机”。
破解环肽“好用难做”的合成难题
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环肽，这类占全球已上市多肽药物44%的“明星分子”，在抗菌、抗肿瘤等领域展现出巨大潜力。然而，这类“好用”的分子在合成层面却始终面临巨大挑战。其合成过程中的“头尾环化”步骤，更是化学家们公认的“鬼门关”。传统方法就像开盲盒，不仅需要大量溶剂稀释，耗时数日，结果还高度依赖操作者的经验。
团队的突破始于一个精妙的设计——二氨基烟酸连接子。这个类似于“智能挂钩”的结构，能够精准控制环肽合成的两个关键阶段：肽链延伸和环化触发。
“你可以把它想象成一个分子级别的精密开关，”万枫说，“当线性肽链构建完成，我们发送一个化学信号，开关就被触发，分子自动完成‘首尾相扣’的环化过程。”这一设计使粗产物纯度直接达到95%以上，从根本上规避了传统方法中的副反应问题。
将环肽合成带入“分钟制造”时代
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有了精巧的分子设计，还需要完美的执行者。CycloBot就是这样一台“分子打印机”。
研究人员只需输入目标环肽的“数字配方”，设备即可对整个合成过程进行实时监测。它的“大脑”——自主开发的控制软件 AutoXpert，能够自动完成液体转移、试剂混合和反应条件控制等步骤，并像“眼睛”一样追踪反应进程，根据数据反馈进行智能微调。
“过去合成一个环六肽产品需要4天左右，现在只需27分钟，收率高达93%。”李承喜展示了一组对比数据，“而且几乎不发生消旋反应，这意味着产物活性更高。”
更令人惊叹的是这台机器的通用性。无论是含有非天然氨基酸的复杂环肽，还是不同大小的环状结构，CycloBot都能高效合成。它成功将环肽合成从一项依赖经验的“手工艺”，转变为可编程的数字化智造过程。
从“烧瓶化学”到“分子智造”
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CycloBot带来的改变，远不止合成速度，它为新药研发提供了一种更加高效的流程。
在近期的一项验证实验中，团队利用CycloBot在一天内合成了一个包含20种环肽的分子库，并直接用于生物筛选。其中发现的抗菌环肽，活性比青霉素高出约100倍。
“这意味着我们可以快速测试更多分子设计，”李承喜说，“想到一个新结构，几十分钟后就能拿到实体分子进行测试，然后根据结果立即优化设计。”这种“人机协同”的模式正在化学领域悄然兴起。正如3D打印机解放了工程师的制造能力，CycloBot正在解放药物化学家的合成能力。
离开实验室时，CycloBot已经开始新一轮的合成任务。屏幕上跳动的数据仿佛在绘制化学的未来图景——一个合成不再受限、创新加速流淌的时代，正在这台“分子打印机”的运转中，一步步成为现实。
