Das Projekt "Neuartige Mikroreaktorsysteme für die innovative Synthese von ionischen Flüssigkeiten - NEMESIS, Teilvorhaben: Ionische Flüssigkeiten im Mikroreaktor (OIFLOMMOKRO)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Merck KGaA.
Das Projekt "Förderschwerpunkt Biotechnologie: Verbund Industrielle Nutzung von Biokatalysatoren, Entwicklung innovativer Mikroreaktoren zur frühen Identifizierung industriell relevanter Enzymreaktionen am Beispiel der Esterase" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Technische Biochemie.Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Durch moderne Methoden der Molekularbiologie kann in kurzer Zeit eine Vielzahl von Variationen von Enzymen erzeugt werden, von deren gezieltem Einsatz man höhere Wertschöpfungen bei reduzierter Umweltbelastung erwartet. In diesem Projekt wurden Systeme etabliert, die es gestatten, biokatalytische Reaktionen mit Umsetzung von Sauerstoff und/oder Säure in großer Zahl zu quantifizieren. Dazu wurden Mikrotiterplatten mit integrierter optischer Sensorik entwickelt und mit pH-Regelung sowie einer angepassten Screening-Methodik eingesetzt. Eine Esterase wurde rationell und evolutiv optimiert. Diese wurde mittels eines Autotransporter-Systems in E. coli an der Oberfläche der Zellen exprimert. Das Screening dieser Zellen wird mittels der pH-Sensorplatten durchgeführt. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden; In einem Projektteil wurden Mikrotiterplatten mit integrierten Optosensoren für Sauerstoff und pH (Messung von Fluoreszenzabschwächung und -abklingzeit) entwickelt. Durch intrinsische Referenzierung sind die Platten kalibrationsarm. Die entwickelten Sensoren wurden charakterisiert anhand der Ansprechzeit, der Reproduzierbarkeit und der Querempfindlichkeit. Die Durchmischung in Mikrotiterplatten wurde durch Analyse von pH-Antworten auf Pulse von Alkali charakterisiert. Enzymatische Reaktionen wurden mittels der immobilisierten Sensoren anhand der pH- oder Sauerstoffänderung beobachtet. Zur Bestimmung kinetischer Parameter wurden geeignete Auswertemethoden unter Einsatz mathematischer Modelle erarbeitet, die für das industrielle Screening geeignet sind. Die Esterase EstA von B.gladioli und eine künstlich erzeugte Esterase EsjA wurden evolutiv variiert zum Einsatz als technischer Biokatalysator. Es geht dabei vornehmlich um die Racematspaltung von Estern. Ein Autotransporter-System in E. coli wurde für die Sekretion von Varianten dieser Esterase genutzt. In Verbindung mit den integrierten Platten und den Screening-Methoden ist eine neue Methode unter Verwendung ganzer Zellen zur schnellen Erzeugung und Testung der katalytischen Aktivität von Enzymen etabliert worden. Fazit: Mit den drei neuen in diesem Projekt entwickelten Mikrotiterplatten mit integrierten Sensoren für pH und Sauerstoff können Enzymkinetiken bestimmt werden. Diese sind in konventionellen Fluoreszenzreadern direkt einsetzbar und benötigen nur einen minimalen Aufwand für die Kalibrierung. Mit diesen Platten konnten umfangreiche Studien zum Mischen und Sauerstofftransport in Mikrotiterplatten durchgeführt werden. Die Platten sind nun kommerziell erhältlich und können auch zum Züchten von Zellen verschiedenster Art eingesetzt werden. Enzyme können mit einem neuen Autotransportersystem in E. coli exprimiert, an die Oberfläche sekretiert und dort aktiv präsentiert werden. Mit diesen Zellen wurden nach molekularer Evolution erste Screening-Tests mit den pH-Platten durchgeführt.
Das Projekt "Anwendung mikrostrukturierter Katalysatoren bei der parallelisierten Herstellung und Auspruefung von heterogenen Katalysatoren - Teilprojekt: Grundlegende Untersuchung hochparalleler Mikroreaktoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Mikrotechnik Mainz e.V. & Co. KG.Bei der katalytischen Umsetzung von gasfoermigen Rohstoffen erfordert das Auffinden und Optimieren eines geeigneten Katalysators nach wie vor viel empirische Forschungsarbeit. Die Miniaturisierung der Testreaktoren unter Zuhilfenahme kombinatorischer Methoden, wie sie im Bereich der Wirkstofforschung bereits erfolgreich eingesetzt werden, soll in diesem Projekt erstmalig auf den Bereich der heterogenen Katalyse angewendet werden, was Zeit- und Kostenvorteile verspricht. Im Rahmen des beantragten Teilprojektes soll ein Mikroreaktorkonzept fuer die parallelisierte Herstellung eines Arrays katalytisch aktiver Proben mittels duennschichttechnischer Methoden umgesetzt und auf die Methanoxidation angewendet werden. Weiterhin werden eloxierte Mikroreaktorplaettchen aus Aluminium zum Einsatz in dem Mikroreaktorsystem der TU Chemnitz realisiert. Stichwoerter: Mikroreaktor, Katalysatorscreening.
Das Projekt "Verfahrenstechnik Mikroreaktoren, Grundlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Mikrotechnik Mainz e.V. & Co. KG.BMBF-Grundlagenprojekt 'Grundlegende Untersuchungen zur Entwicklung, Realisierbarkeit und Charakterisierung von Mikroreaktoren fuer industrierelevante Reaktionen in der Gasphase'. Sieben Forschungsinstitute als Projektpartner. TP 1 (IMM):'Realisierung und experimentelle Machbarkeit von integrierten Mikroreaktionssystemen fuer heterogen katalysierte Reaktionen in der Gasphase'. Entwicklung von Mikroreaktoren fuer die Ethylenoxidsynthese, die direkte Oxidation von Propylen zu Propylenoxid sowie die partielle Methanoxidation. Entwicklung von Membranmodulen fuer die Produktaufbereitung sowie von miniaturisierten Komponenten fuer eine schnelle, miniaturisierte Analytik. Projektbegleitung durch einen Industriebeirat (BASF, Merck, Degussa, Huels, DuPont).