Membrane biofunzionalizzate versatili
Nell’ambito del progetto MEM-S(si apre in una nuova finestra) (Bottom-up design and fabrication of industrial bio-inorganic nano-porous membranes with novel functionalities based on principles of protein self-assembly and biomineralization), gli scienziati hanno lavorato alla combinazione di queste tecnologie per produrre in maniera economica e a livello industriale membrane bio-inorganiche funzionalizzate. Le scoperte scientifiche di MEM-S hanno portato allo sviluppo della tecnologia dello strato paracristallino (S-layer), metodi per ottenere silice porosa nonché l’uso di biocatalizzatori e una tecnica sol-gel per immobilizzare biomolecole importanti. MEM-S ha sfruttato la capacità intrinseca delle proteine S-layer di auto-assemblare e ha ottenuto strutture di membrana altamente organizzate della dimensione dei pori desiderata. L’enzima silicateina è stato usato per depositare materiale di silice inorganico e rafforzare questa membrana organica, nonché includere biomolecole importanti. Sono stati prodotti matrici di silice otticamente trasparenti e film sottili di titanio innovativi, utilizzando sia gli enzimi silicateina che tecniche sol-gel. Su queste superfici sono stati immobilizzati con successo biomolecole d’interesse come gli enzimi (per l’attività biocatalitica) e gli anticorpi (per il biorilevamento dei patogeni come la Legionella. Durante il progetto sono stati ottenuti importanti traguardi, a partire dalla funzionalizzazione delle superfici S-layer rivestite. MEM-S ha quindi progettato e sviluppato prototipi di membrane funzionalizzate, nonché biosensori enzimatici e basati su antigeni batterici. I chip di rilevamento basati sull’assorbimento, preparati durante il progetto, sono stati usati per lo svolgimento di molte attività e la piattaforma creata è stata spesso usata come strumento di dimostrazione. Inoltre, gli scienziati hanno dimostrato prove di concetto per la rimozione della Legionella dai sistemi di acqua potabile, tramite una piattaforma integrata membrana-biosensore con micro-setacci al nitruro di silicio funzionalizzati. L’impiego di piattaforme di rilevamento ad anello micro risonatore (MRR) ha migliorato le prestazioni di un fattore 10-100. Sono state effettuate diverse attività di diffusione, tra cui circa 30 pubblicazioni su riviste internazionali sottoposte a revisione paritaria, volantini, mezzi di comunicazione di massa, mostre, una scuola estiva e seminari. I membri di MEM-S hanno anche vinto il concorso nazionale “Germany – Land of Ideas”, iniziativa “365 sites”. Per proteggere la proprietà intellettuale, sono stati depositati 10 brevetti ed è stato valutato il loro potenziale di marketing. I partner del progetto hanno sfruttato queste tecnologie per applicazioni commerciali nel settore della trasformazione basata sui campioni di microfluidica e lo sviluppo di micro-array. Alcune applicazioni degne di nota sono i sistemi lab-on-chip che utilizzano chip biosensori MRR basati su TriPleX per la purificazione dell’acqua e l’impiego di micro-/nano-setacci industriali per l’industria alimentare. I futuri campi di applicazione includono il monitoraggio ambientale, la somministrazione controllata dei farmaci, la diagnostica medica, i prodotti dentali, gli impianti ortopedici e la tecnologia della silicateina ricombinante.
