Produkcja czystych chemikaliów za pomocą naturalnych katalizatorów
Synteza chemikaliów nie jest łatwym zadaniem. W ciągu wielu etapów prowadzących od substratu do produktu końcowego mogą powstawać liczne związki mające niewiele wspólnego z wytwarzaną substancją. Trzeba je usunąć, aby pożądany związek był odpowiednio czysty. Jednym z najczęstszych produktów ubocznych syntezy chemicznej jest enancjomer (odbicie lustrzane) danego związku. Pomimo podobieństw enancjomery nie wykazują aktywności w docelowym zastosowaniu. Dehydrogenazy to enzymy białkowe katalizujące usuwanie atomów wodoru w sposób enancjo-selektywny (selektywny wobec enancjomerów). Finansowany ze środków UE zespół naukowcy bada dehydrogenazy w systemie wykorzystującym wymianę jonów wodoru do redukcji ketonów do postaci alkoholi. W projekcie ERUDESP ("Development of electrochemical reactors using dehydrogenases for enantiopure synthon preparations") w celu regeneracji produktów pośrednich reakcji wykorzystywany jest proces elektrochemiczny. Cały system jest unieruchomiony na powierzchni elektrody nanostrukturalnego minireaktora, aby nie generować zanieczyszczeń ani strat. W drugim okresie sprawozdawczym naukowcy opracowali i rozbudowali skuteczne techniki unieruchamiania katalitycznie aktywnych substancji, mediatorów i produktów pośrednich na powierzchni elektrody. Ogniwo mikroreaktora wraz z pełnowymiarową porowatą elektrodą przetestowano pod kątem przekształcania sorbitu na fruktozę, uzyskując najwyższe wartości natężenia, jakie kiedykolwiek odnotowano dla tego typu instalacji. Ponadto, zaprojektowano, wyprodukowano i przetestowano nową matrycę wieloogniwową oraz przystosowano metody osadzania elektrolitycznego do wymogów produkcji masowej. Zbudowano i przetestowano kilka rodzajów systemów bioelektrokatalitycznych. Po rozszerzeniu zakresu projektu na utlenianie elektroenzymatyczne, dokonano modyfikacji i kalibracji instalacji demonstracyjnej. Przeprowadzone testy dotyczyły produkcji niskokalorycznych słodyczy oraz cząsteczek wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym. Zbudowany ostatecznie reaktor bioelektrochemiczny jest funkcjonalnym i wysoce selektywnym system umożliwiającym wykonywanie reakcji utleniania i redukcji, w zależności od wybranych unieruchomionych enzymów. Technologia ERUDESP powinna znaleźć szerokie zastosowanie w selektywnej produkcji chemikaliów charakteryzującej się wysoką czystością i małą ilością odpadów.
