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BIOmimetic selective extraction MEMbranes

Description du projet

Des protéines de transport actives biomimétiques à l’échelle nanométrique favorisent l’extraction sélective

Les protéines de transport déplacent des molécules ou des ions à travers les membranes cellulaires avec une très grande spécificité dans des processus actifs utilisant l’énergie produite par la cellule. À ce jour, les approches techniques adoptées pour séparer les composés dans les processus industriels ou assainir l’eau sont nettement inférieures. Elles ne peuvent pas faire la distinction entre des molécules spécifiques et ont des besoins énergétiques très élevés. Le projet BIOMEM, financé par le CEI, vise à développer des disques nanométriques basés sur des protéines de transport actives secondaires. Il les intégrera dans des membranes polymères, ce qui favorisera le mouvement sélectif des molécules à travers la membrane contre leur gradient de concentration. Le processus recourra à l’énergie dérivée du transport passif d’un ion facilement disponible le long de son gradient de concentration, ce qui nécessitera moins de la moitié de l’énergie traditionnellement nécessaire.

Objectif

The ability to selectively extract compounds from waters will transform a multitude of applications, ranging from high-value compound isolation in industrial bioprocesses to removal of pollutants from the environment. However, current filtration technologies are reliant on physicochemical separation strategies requiring high pressure/energy inputs and cannot discriminate specific molecules. BIOMEM will develop novel biomimetic membranes harnessing the unique selectivity of biological transport proteins to facilitate the extraction of single compounds with exquisite specificity.
Our concept is to use the unique antiport characteristics of secondary active transport proteins, to move molecules, even at low concentrations, across a polymer membrane against their concentration gradient, deriving energy from the transport of another readily available ion down its own concentration gradient. A novel group of bifunctional polymers will be used to extract membrane proteins, together with their associated lipids, into nanoscale discs. These will then be embedded into polymer membranes which are otherwise impermeable to create membranes that are completely selective for the compound of interest. These bio-inspired membranes will be characterised to understand organisation and function of the membrane, to allow design and optimisation for custom compounds. The produced membranes will be tested for functionality in a proof-of-concept experiment to extract complex high-value oligosaccharides from bulk biomass and phosphate from wastewaters.
While initially focussing on those two applications, the separation technology developed will evidence the potential for “plug and play”, bespoke, selective membranes capable of transporting specific molecules through existing or bio-engineered transporters. The developed membranes will be fully scalable and operate at rates comparable to state-of-the-art nanofiltration devices, while simultaneously requiring around 50-75% less energy.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-EIC-2023-PATHFINDEROPEN-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

AQUAPORIN AS
Contribution nette de l'UE
€ 770 021,75
Adresse
NYMOLLEVEJ 78
2800 KOBENHAVN
Danemark
PME
Oui
Région
Danmark Hovedstaden Byen København
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
€ 770 021,75

Participants (5)

Partenaires (1)