Des membranes biofonctionnalisées versatiles
Les scientifiques du projet MEM-S(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Bottom-up design and fabrication of industrial bio-inorganic nano-porous membranes with novel functionalities based on principles of protein self-assembly and biomineralization) ont travaillé sur les combinaisons de ces technologies pour fabriquer de manière efficiente des membranes biofonctionnalisées bio-inorganiques à l'échelle industrielle. Les principales découvertes des scientifiques de MEM-S ont mené au développement de la technologie de couche superficielle (couche-S), de méthodes d'obtention de silice poreuse et de l'utilisation d'un procédé sol-gel pour immobiliser des biomolécules importantes. MEM-S a exploité la capacité inhérente des protéines de la couche superficielle de s'auto-assembler et a obtenu des structures de membranes très organisées de pores de la taille recherchée. La silicatéine, une enzyme, a été utilisée pour la déposition de matériau de silice inorganique et le renforcement de cette membrane organique ainsi que des biomolécules importantes. Des matrices de silice optiquement transparentes et des films fins de titane innovants ont été produits en utilisant des silicatéines ou des techniques de sol/gel. Des biomolécules intéressantes telles que les enzymes (pour l'activité biocatalytique) et les anticorps (pour des agents pathogènes de bio-détection tels que la légionellose) ont pu être immobilisées sur ces surfaces. D'autres étapes importantes ont été accomplies au cours du projet, en commençant par la fonctionnalisation réussie des protéines de couche superficielle. MEM-S a alors conçu et développé un prototype de membranes fonctionnalisées ainsi que des biocapteurs à base d'enzymes et d'antigènes bactériens. Des puces de détection basées sur l'absorption préparées au cours du projet ont été utilisées dans de nombreuses tâches et la plateforme finale servait fréquemment de kit de démonstration. De plus, les scientifiques ont démontré une validation de concept pour l'élimination de légionnelles des systèmes d'eau potable avec une plateforme de biocapteurs/membrane intégrée dotées de micro-tamis fonctionnalisés de nitrure de silicium. L'utilisation de plateformes de détection par micro-résonateur en anneau (MRR) a renforcé la performance par un facteur de 10-100. Le projet a mené plusieurs activités de diffusion dont 30 publications dans des journaux internationaux revus par des pairs, une communication sur les médias de masse, des expositions, une université d'été et des ateliers. Les membres de MEM-S ont également remporté la compétition nationale «Germany - Land of Ideas», de l'initiative '365 sites'. Pour protéger les droits de propriété intellectuelle, 10 brevets ont été soumis et leur potentiel de marketing a été évalué. Les partenaires de projet ont exploité ces technologies pour des applications commerciales de traitement d'échantillons de microfluides et pour le développement de micro-réseaux. Quelques applications remarquables sont les systèmes de laboratoires sur puce en utilisant des puces de microcapteurs de MRR TriPleX pour la purification de l'eau et l'utilisation de micro-/nano-tamis industriels pour l'industrie alimentaire. Citons, parmi les futurs domaines d'application, la surveillance, la délivrance de médicaments, le diagnostic médical, les produits dentaires, les implants orthopédiques et la technologie de silicatéine recombinée.
Mots‑clés
Biofonctionnalisées, technologie de couche-S, silice poreuse, biocatalyseur, procédé sol-gel, silicatéine, titane, biocapteur, micro-tamis, micro-résonateur en anneau
