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MST > Forschung

Mikrofluidische Systementwicklung für einen enzymatischen Mehrschritt-Bioreaktor 

Die Synthetische Biologie (SynBio) ist ein neues Forschungsgebiet an der Schnittstelle zwischen Life Science und Ingenieurswissenschaften. Die Ziele sind unter anderem das Design künstlicher biologischer Systeme mittels standarisierter Bausteine (Biobricks) und ingenieurswissenschaftlicher Prinzipien.

Abbildung 1: Mikrofluidischer Chip in Glas-Silizium Technologie

Innerhalb des SynBio-Forschungsclusters sollen u.a. hocheffiziente künstliche Enzympfade für die Herstellung von Feinchemikalien und Energieträgern erforscht werden. Durch Immobilisierung der Enzyme mittels neuer poröser Materialien soll die Lebensdauer und Effizienz der Enzyme gesteigert werden. Nach der Integration der Materialien mit den immobilisierten Enzymen in Mikroreaktoren und in Kombination mit weiteren fluidischen Bauelementen ist der Aufbau kompletter Mikrofabriken in Mikrosystemtechnik möglich (Fab-on-a-Chip).

Die Systeme werden in Glas-Silizium-Glas-Mikrotechnik hergestellt. Innerhalb dieses Projektes werden unterschiedliche mikrofluidische Basiskomponenten (Reaktoren, Separatoren, Sensoren, Heizer etc.) entwickelt, hergestellt und charakterisiert. Nach erfolgreicher Integration des nanoporösen Materials und der Immobilisierung der Enzyme können enzymatische Mehrschritt-Bioreaktor hergestellt werden, die schnell an unterschiedliche künstliche Enzympfade anpassbar sind.

Abbildung 2: Zweiphasenströmung mit direkt beobachtbarer Phasengrenzfläche

Kontakt:

Dipl.-Ing. Sven Bohne

Förderung:

Dieses Forschungsprojekt ist Teil des Forschungsclusters „Fundamentals for Synthetic Biological Systems“ (SynBio) und wird mit Mitteln der Hamburger Landesexzellenzinitiative (LEXI) gefördert.

Veröffentlichungen:

  • Bohne, S., Fagaschewski, F., Liese, A., Hilterhaus, L. und Müller, J., Kontinuierliche Flüssig-Flüssig Extraktion in Mikrosystemtechnik, Mikrosystemtechnik Kongress, 2011, Darmstadt, Germany.
  • Bohne, S., Fagaschewski, F., Hilterhaus, L. und Müller, J., Continuous Liquid-Liquid Extraction in Microsystems Technology, Lab-on-a-Chip European Congress, 2011, Hamburg, Germany.
  • Fagaschewski J., Kaufhold, D., Bohne, S., Liese, A., Müller, J. and Hilterhaus, L., Modulare µ-Verfahrenstechnik für enzymatische Reaktionssysteme,  Vortrags- und Diskussionstagung: Bioverfahrenstechnik an Grenzflächen, 2011, Potsdam, Germany.
  • Cumana, S., Götz, K., Bohne, S., Liese, A., Müller, J., Smirnova, I., Roth, S., Mesoporous silica monoliths for enzyme–catalyzed reactions in microfluidic systems, ProcessNet Jahrestagung, 2010, Aachen, Germany
  • Kuipers, W., Bohne, S., You, W. and Müller, J., Influence of Micro Burner Geometry on Flame Stability, Mikrosystemtechnik Kongress, 2009,  Berlin, Germany 
  • Feindt, H., Bohne, S., Reinert, A., Meurer, J. und Müller, J., Herstellung von vergrabenen Kanälen für einen Mikrogasinjektor, Mikrosystemtechnik Kongress, 2009, Berlin, Germany
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