Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMMEin nachhaltiger Zweig der Biotechnologie mit FLOW
Im Rahmen des Projektes KOM-e-BIO wird die Bioelektrokatalyse als eine moderne und nachhaltige Methode der Biotechnologie evaluiert. Dabei wird die Bioelektrokatalyse mit der Durchflusssynthese und den Methoden der Mikroverfahrenstechnik kombiniert, um chirale Feinchemikalien als Basis für pharmazeutische Wirkstoffe herzustellen. KOM-e-BIO steht damit für die Nutzung der weißen (industriellen) Biotechnologie als Anwendung in der roten (medizinischen) Biotechnologie.
Enzyme und Elektronen
Die Synergie von Biokatalyse und elektro-organischer Synthese eröffnet bereits jetzt schon die Möglichkeit, hochspezifische Enzyme als Biokatalysatoren für die stereoselektive Synthese von Arzneimitteln oder deren Vorstufen im klassischen Batch-Verfahren einzusetzen. Die Elektrochemie spielt eine wichtige Rolle bei der Regeneration der für die Biokatalyse notwendigen und sehr teuren Co-Faktoren, z.B. NADP+. Die nächste Stufe der Synergie wird nun in KOM-e-BIO erreicht, wenn die bioelektrokatalysierten Prozesse und die Regeneration der Co-Faktoren in den kontinuierlichen Betrieb mit mikrostrukturierten Reaktoren überführt werden.
Weniger Abfall durch Mikrostrukturierung
Mikroverfahrenstechnik ist die Schlüsseltechnologie, um die Elektronen möglichst verlustfrei an die richtige Stelle im Regenerationsprozess zu bringen. Geometrisch und katalytisch optimierte Elektroden ermöglichen den Einsatz definierter Stromdichten bei geringer Verlustleistung in mikrostrukturierten Reaktoren. Darüber hinaus werden für die elektrochemische Umsetzung in einem kleinvolumigen, aber hocheffizienten Durchflussreaktor deutlich geringere Mengen an Leitsalz benötigt, was beides per se zu weniger Abfall und einer höheren Nachhaltigkeit des Syntheseprozesses führt.
Gefördert Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit Rheinland-Pfalz