Imobilizacija biokatalizatorjev v hidrogele in njihova uporaba v mikroreaktorju med dvema ploščama ; Biocatatalyst immobilization in hydrogels and their application in a two-plate microreactor

Biokataliza in kontinuirna izvedba procesov postajata ključni tehnologiji za trajnostno proizvodnjo snovi. Pri tem igrata ključno vlogo imobilizacija biokatalizatorjev, ki omogoča njihovo stabilizacijo in dolgotrajno rabo, ter uporaba pretočnih miniaturiziranih sistemov, ki vodi v intenzifikacijo procesov. Delo se osredotoča na imobilizacijo z ujetjem biokatalizatorjev v hidrogele ter njihovo integracijo v mikropretočne reaktorje med dvema ploščama. S kopolimernim hidrogelom v mikroreaktorju smo izvedli pretočne biotransformacije s permeabiliziranimi kvasovkami in izolirano amin transaminazo. Za opis biokatalitskega procesa pretvorbe fumarne v jabolčno kislino smo razvili matematični model, ki je uspešno napovedoval delovanje kontinuirnega procesa v mikroreaktorju s hidrogelom ter omogočil njegovo optimizacijo. Razvili smo tudi inovativen način priprave homogenih encimskih agregatov amin transaminaze nanometrskih velikosti, ki smo jih imobilizirali v pretočni mikroreaktor in izvedli kontinuirno transaminacijo. V mikroreaktorju med dvema ploščama smo pripravili tudi vseencimski hidrogel dekarboksilaze fenolne kisline. Poleg tega smo izvedli bioredukcijo s kvasovkami v globokem evtektičnem topilu, kar je izboljšalo regeneracijo kofaktorja in s tem stabilnost sistema. Rezultati predstavljajo pomemben korak v razvoju biokatalitskih procesov in njihovem prenosu v industrijo. ; Biocatalysis and continuous process implementation are becoming key technologies for the sustainable production of substances. Immobilization of biocatalysts, which enables their stabilization and long-term use, and the application of miniaturized flow systems, which lead to process intensification, play a crucial role in this. This work focuses on immobilizing biocatalysts by trapping them in hydrogels further integrated into microfluidic reactors between two plates. Flow biotransformations with permeabilized yeast and isolated amine transaminase using a copolymer hydrogel in the microreactor were performed. To describe the biocatalytic ...