La microfluidique pour améliorer les bioprocessus
Les microréacteurs peuvent intensifier les traitements en améliorant le mélange et le chauffage de très petits volumes (souvent moins d'un millimètre cube). Ceci conduit à un contrôle très précis, à un meilleur rendement et à une moindre consommation d'énergie. En outre, ils peuvent fonctionner en continu au lieu du traitement par lots habituel, ce qui renforce leur efficacité en réduisant les arrêts et le recalibrage de l'équipement. Enfin, ils sont parfaits pour des réactions de dépistage à petite échelle. Les réacteurs enzymatiques microfluidiques représentent une excellente méthode pour intensifier les processus biocatalytiques utilisant des enzymes naturelles pour fabriquer des produits chimiques de grande valeur. Le projet BIOINTENSE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Mastering bioprocess integration and intensification across scales), financé par l'UE, a été lancé pour renforcer la productivité des biocatalyseurs et l'intensité du processus. L'équipe a utilisé des outils et des protocoles optimisés, largement applicables au niveau industriel, pour réduire les coûts des processus et les délais de développement. L'utilisation de microsystèmes n'est est qu'à ses débuts, aussi les scientifiques comptent améliorer grandement la compréhension fondamentale des relations entre la réaction, le biocatalyseur et les caractéristiques du processus. L'équipe a choisi comme base la synthèse par transaminase d'amines chirales, d'une importance majeure pour l'industrie pharmaceutique et d'autres secteurs de la chimie à haute valeur. Les chercheurs ont étudié ce système modèle via diverses combinaisons de produits et de substrats, afin d'explorer diverses stratégies pour surmonter les contraintes actuelles. Les chercheurs ont défini les limites du processus pour le fonctionnement. Ils optimisent actuellement les systèmes microfluidiques, mais ils ont déjà conduit les réactions dans des versions préliminaires. En parallèle, ils conçoivent les systèmes de mesure, et ont mis en place des sondes à oxygène innovantes pour suivre le processus. Ils utiliseront des modèles cinétiques pour évaluer plus rigoureusement leurs systèmes révolutionnaires de bioréacteurs microfluidiques. Dans le cadre de conférences nouvellement organisées, les chercheurs de BIOINTENSE diffusent les avantages des microsystèmes pour intensifier les bioprocessus. Il s'agit du 1er colloque international sur la biocatalyse par transaminase, et de la IIe conférence internationale IMTB 2013 (Implementation of Microreactor Technology in Biotechnology). En fin de compte, les chercheurs fourniront un nouveau système pour tester de nouvelles réactions de transaminase et leurs biocatalyseurs, dans un réacteur microfluidique modulaire. Le logiciel et le matériel associés, ainsi que les directives d'utilisation, devraient soulever un grand intérêt dans le domaine de la chimie fine.
Mots‑clés
Microréacteur, intensification du processus, bioprocessus, biocatalyseur, réactions de transaminase
