DE102008030036B4 - Verfahren für enzymkatalysierte Synthesen, zur Optimierung biotechnologischer und biosensorischer Prozesse und zur Regeneration von Cofaktoren - Google Patents
Verfahren für enzymkatalysierte Synthesen, zur Optimierung biotechnologischer und biosensorischer Prozesse und zur Regeneration von Cofaktoren Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren für enzymkatalysierte Synthesen, zur Optimierung biotechnologischer und biosensorischer Prozesse und zur Regeneration von Cofaktoren, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem Reaktionsvolumen pyroelektrische Kristalle mit einer Pufferlösung und Enzymen in Kontakt gebracht werden, – die pyroelektrischen Kristalle zum Abtrag oder Neubildung der auf ihnen befindlichen Adsorptionsschicht und einer damit einhergehenden Aktivierung oder Passivierung deren elektrischer Felder stimuliert werden, – und mittels der lokalen elektrischen Felder enzymkatalysierte Synthesen an den pyroelektrischen Kristallen erfolgen, – in deren Prozess Cofaktoren regeneriert werden, – in deren Prozess Oxidationen/Reduktionen sowie Aktivierungen von Substraten und/oder Enzymen ablaufen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren für enzymkatalysierte Synthesen, zur Optimierung biotechnologischer und biosensorischer Prozesse und zur Regeneration von Cofaktoren nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Die Biokatalyse, d. h. Stoffsynthese unter Verwendung ganzer Zellen oder isolierter Enzyme, findet in zunehmendem Maße für die industrielle Erzeugung komplexer Moleküle Verwendung (Pollard and Woodley, Trends Biotechnol, 2007. 25, 66–73). Insbesondere bei der Herstellung pharmazeutischer Produkte und von Feinchemikalien wird auf den reichhaltigen Pool an natürlich vorkommenden bzw. genetisch oder molekularbiologisch modifizierten Enzymreaktionen und Stoffwechselwegen zurückgegriffen (Woodley, J. M., Trends Biotechnol, 2008. 622, 1–7). Es wird prognostiziert, dass sich der Markt für Feinchemikalien bis 2015 verdoppeln wird, wobei der Anteil biotechnologischer Verfahren dabei auf 50% wächst (Struhalla, M. und Fietz, C. Itranskript, 12(11) 2005). Die meisten der gegenwärtig genutzten Biokatalysen sind jedoch auf solche Enzymreaktionen beschränkt, die keine sogenannten Cofaktoren benötigen und die relativ einfache Reaktionen katalysieren. Diese Einschränkung trifft in besonderem Maße auch für Enzymreaktionen zu, die Grundlage von Biosensoren darstellen.
- Demgegenüber sind Cofaktoren-abhängige Enzyme, wie z. B. Oxidoreduktasen und Transferasen, in der Lage, komplexe, industriell bedeutsame Reaktionen zu katalysieren (Zhao and van der Donk, Curr Opin Biotechnol, 2003. 14, 583–589), was einen zukünftig hohen Stellenwert erwarten lässt. Cofaktoren, wie z. B. Pyridinnukleotide NAD(P)+ and NAD(P)H, sind Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, die essentiell für die Funktion des Enzyms sind. Aufgrund der hohen Kosten und dem Erfordernis, diese oft instabilen Faktoren in stöchiometrischen Mengen bei der Katalyse einzusetzen, ist eine Regeneration von großem ökonomischem Interesse.
- In den letzten Jahren wurden viele chemische, enzymatische und elektrochemische Methoden eingeführt, um verschiedene Cofaktoren während der Katalyse zu regenerieren und so wieder in den Prozess zu involvieren (Zhao and van der Donk, Curr Opin Biotechnol, 2003. 14, 583–589; Chenault, Mandes and Hornberger, J Org Chem, 1997. 62, 331–336; Chenault, Simon and Whitesides, Biotechnol Genet Eng Rev, 1988. 6, 221–270). Aus Sicht der industriellen Nutzung sind dabei die Pyridinnukleotide NAD(P)+ and NAD(P)H (Synonym: Nicotinamid-Cofaktoren), die für den überwiegenden Anteil enzymatisch katalysierter Prozesse notwendig sind, von großem Interesse. Elektrochemische Verfahren nutzen Elektroden, die in das Reaktionsgefäß eingebracht werden, um die Elektronen der Pyridinnukleotide zu ersetzen. Allerdings sind sehr hohe Potentialdifferenzen für die direkte Oxidation bzw. Reduktion der Cofaktoren notwendig. Problematisch sind außerdem ein im Englischen als „electrode fouling” bezeichneter Prozess und die Gefahr der Bildung von inaktiven Nicotinamid-Dimeren (van der Donk and Zhao, Curr Opin Biotechnol, 2003. 14, 421–426). Verglichen mit enzymatischen Methoden haben chemische und elektrochemische Strategien den Nachteil einer geringen Selektivität; zudem sind diese oft inkompatibel mit anderen Komponenten der eigentlich zu katalysierenden Reaktion (Zhao and van der Donk, Curr Opin Biotechnol, 2003. 14, 583–589).
- Enzymatische Methoden werden gegenwärtig für die Cofaktor-Regeneration bevorzugt. Literaturbekannte Systeme nutzen hierbei beispielsweise die Lactat-Dehydrogenase mit Pyruvat als Substrat, wobei Lactat entsteht oder die Glutamat-Dehydrogenase, die Ketoglutarat und Ammonium unter Bildung von Glutamat umsetzt. Nachteilig ist hierbei die Präsenz eines oder mehrerer zusätzlicher Enzyme während der Katalyse, die ihrerseits entsprechende Substrate benötigen und deren Endprodukte sich im Prozess anreichern und inhibitorisch wirken können (Zhao and van der Donk, Curr Opin Biotechnol, 2003. 14, 583–589). Eine Alternative stellt die Metall-katalysierte Cofaktor-Regeneration dar (
EP 1621613 ). Hierbei wird H2 als reduzierendes Agens in Gegenwart eines Metall-Salzes (Platin-Carbonyl- oder Rhodium-Phosphin Komplex) verwendet. Photochemisch unterstützte Verfahren für die chemische Reduktion von NAD(P)+ zu NAD(P)H in Anwesenheit von Rhodium-Komplexen sind in der wissenschaftlichen Fachliteratur beschrieben worden (Franke and Steckhan, Angewandte Chemie-International Edition in English, 1988. 27, 265–267; Willner, Maidan and Shapira, Journal of the Chemical Society-Perkin Transactions 2, 1990. 559–564). Als Nachteile werden in diesem Zusammenhang die Instabilität der Komplexe, die Toxizität der Elektronenmediatoren (Methylviologen) und der Bedarf an zusätzlichen Enzymen gesehen (Jiang, Lu and Wu, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2005. 44, 4165–4170). Als alternative Methode ist die Photoregeneration von NAD(P)H durch Titandioxid enthaltende Materialien bekannt (Jiang, Lu and Wu, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2005. 44, 4165–4170; Goren, Lapidot and Willner, Journal of Molecular Catalysis, 1988. 47, 21–32). Hierbei werden die Elektronen, die bei der Anregung von TiO2-Kompositen mittels Licht generiert werden können, über zusätzliche Rhodium-Komplexe auf NAD+ übertragen. Da Licht in das System eingebracht werden muss, kann dies einschränkend für eine industrielle Anwendung mit bestimmten Reaktoren sein. Zudem sind Elektronenmediatoren notwendig, um die Elektronen zur Regeneration auf den Cofaktor zu übertragen. - Ein weiteres Anwendungsgebiet elektrisch polarer Kristalle besteht beim enzymatisch unterstützten Abbau von Methyl-tert-butylether (MTBE) bzw. Ethyl-tert-butylether (ETBE). Diese Substanzen werden zu einem Anteil von 10–15% dem Benzin als Antiklopfmittel zugesetzt. Die weltweite Jahresproduktion beträgt 20 Millionen Tonnen. Durch die großen Mengen geht jedoch ein sehr hohes umwelt- und gesundheitliches Gefährdungspotential von MTBE/ETBE aus. Beide Substanzen müssen als toxisch und möglicherweise auch kanzerogen betrachtet werden. Da sie sich wesentlich besser in Wasser lösen, kommt es zur Anreicherung im Grundwasser wo sie allerdings kaum abgebaut werden können. Bislang ist keine ökonomische Methode zur Reinigung von mit MTBE/ETBE kontaminiertem Wasser sowie zum Abbau in umweltverträgliche Bestandteile bekannt. Die photokatalytische Degradation von MTBE/ETBE durch TiO2 unter Berücksichtigung von dessen kristallinen Modifikationen wurde mehrfach publiziert (Hu, Zhang, Wang, Chen, Mao, Zhang, Xiong and Zhu, J Hazard Mater, 2008. 154, 795–803; Arana, Alonso, Rodriguez, Melian, Diaz and Pena, Applied Catalysis B-Environmental, 2008. 78, 355–363). Neben den bereits weiter oben beschriebenen Limitationen, die mit der Verwendung von Licht einhergehen, hat dieser Prozess den Nachteil, dass toxisches Acetaldehyd anfällt. Der Einsatz von elektrisch polaren Kristallen soll im erfindungsgemäßen Verfahren den enzymkatalysierten Abbau von MTBE/ETBE durch Monooxygenasen (Cytochrom P-450) verbessern und die vollständige Degradation in biokompatible Endprodukte ermöglichen.
- Um die bei verschiedenen physikalischen und insbesondere an Oberflächen stattfindenden chemischen Prozessen wirksamen elektrostatischen Kräfte in einer für den Prozess begünstigenden Weise zu verändern, ist in der
US 4483756 ein Reaktor beschrieben, in dem sich (zusätzlich zu den Reaktionsmedien sowie weiteren z. B. als Absorber oder Katalysator wirksamen Materialien) piezoelektrische Partikel befinden. Durch Beauflagung mit einem hydrostatischen Druck oder durch Überlagerung eines äußeren elektrischen Feldes können an der Oberfläche dieser Partikel elektrische Felder generiert werden, welche den im Reaktor ablaufenden Prozess begünstigen. Zusätzlich ist eine Beeinflussung ferroelektrischer Partikel durch äußere elektrische Felder vorgesehen. Andere Formen der Stimulation der Partikel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, wie z. B. durch eine Temperaturänderung (pyroelektrischer Effekt) sind inUS 4483756 nicht vorgesehen. Weiterhin ist nach unserem Verständnis inUS 4483756 die Nutzung piezoelektrischer Partikel in dem Reaktor ausschließlich zum Zwecke einer Bereitstellung zusätzlicher elektrischer Energie vorgesehen, wobei dem zu begünstigenden Prozess im Kern ein anderer Mechanismus zugrundeliegt (z. B. katalytische Reaktion an Edelmetalloberfläche). Die Beeinflussung eines enzymatischen Prozesses, wie Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ist in der DruckschriftUS 4483756 nicht explizit vorgesehen. Darüberhinaus ist die Nutzung des polaren Materials selbst zur Chemisorption bestimmter Reaktanden und damit z. B. der Redox-Regenerat der Cofaktoren durch elektrisch polare Kristalle, wie es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, inUS 4483756 nicht vorgesehen. - Ferner ist aus der
DE 68910914 T2 die elektrochemische Regeneration von Pyridinkofaktoren bekannt, bei der die Regeneration (Elektrolyse) an einer Elektrode durchgeführt wird, die aus Edelmetallen (Platin, Iridium o. dgl.) besteht. Die elektrochemische Regeneration wird in Anwesenheit eines zusätzlichen Hydrogenase-Enzyms, welches hierbei nur die Funktion eines Elektronenmediators besitzt, durchgeführt. Nachteilig sind hierbei die Verwendung von Metall-Elektroden, die nach einer gewissen Nutzungsdauer unbrauchbar werden („electrode fouling”) und die hohen Überspannungen durch externe Spannungsquellen die zum Betrieb notwendig sind. - Weiterhin wird in der
US 2006/0063849 A1 - Weiterhin ferner beschreibt die
US 6495023 B1 die Verwendung von elektrisch reduziertem Neutral-Rot zur Verbesserung des Zellwachstums und der Bildung reduzierter Cofaktoren (NADH. Dabei werden wiederum Metall-Elektroden und externe Spannungsquellen (klassische Elektrolyse) verwendet. Der Substanz Neutral-Rot ist hierbei lediglich für die Übertragung der Elektronen (Elektronenmediator) verantwortlich. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches die bestehenden Nachteile im Hinblick auf eine steuerbare Regeneration von Cofaktoren in enzymkatalysierten Synthesen nicht aufweisen.
- Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Varianten des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Es wurde gefunden, dass die Wirkung der elektrischen Felder um elektrisch polare Kristalle bzw. der elektrisch induzierten Prozesse an deren Oberflächen zur Lösung der Aufgabe ausgenutzt werden kann.
- Als elektrisch polare Kristalle kommen pyroelektrische Kristalle zur Anwendung. Durch das Vorliegen einer polaren Achse weisen diese Materialien eine elektrische Polarisation auf, welche den Aufbau eines starken elektrischen Feldes zur Folge hat.
- Neben der speziellen Charakteristik der feldinduzierenden Stimulation, z. B. im Falle der Pyroelektrika Änderungsgeschwindigkeit eines Temperaturfeldes oder Amplitude und Wellenlänge einer extern applizierten elektromagnetischen Strahlung, haben auch materialspezifische sowie morphologische Parameter polarer Materialien Einfluss auf die an der Oberfläche induzierbare elektrische Feldstärke. Eine Übersicht über gängige pyroelektrische Materialien und deren charakteristischen pyroelektrischen Koeffizienten findet sich in S. B. Lang, Physics Today, August 2005, 31. Zusammenfassend lässt sich über Materialauswahl, Morphologie bzw. Größe als auch die spezielle Ausgestaltung der feldinduzierenden Stimulation die elektrische Feldstärke um den polaren Kristall und deren zeitliche Charakteristik entsprechend eines zu beeinflussenden Prozesses einstellen. Die Adsorptionsprozesse können zudem direkt durch eine Stimulation, z. B. in Form elektromagnetischer Strahlung oder Ultraschallanregung, beeinflusst werden.
- Ebenso können Kavitationseffekte zur gezielten Desorption von Abschirmladungen an der Grenzfläche polarer Kristalle ausgenutzt werden, um dadurch die Dipolfelder wieder freizusetzen, durch welche dann weitere Moleküle der Reaktanden an der Oberfläche adsorbiert werden, d. h. die katalytische Reaktion an der Oberfläche fortlaufend stattfinden kann. Durch turbulente Strömungen wird zudem der Massentransport zwischen Flüssigkeit und Festkörperoberfläche verbessert, was zu erhöhten Reaktionsraten führen kann.
- Die Aktivierung kann vorteilhaft einfach durch Variationen thermodynamischer Zustands- und Prozessgrößen, wie Temperatur, in bestehenden Reaktionen erfolgen. Darüber hinaus ist in bestimmten Ausgestaltungen auch die Überlagerung physikalischer Felder für die mittelbare Steuerung sowie die gezielte Beeinflussung der Prozesse an der Grenzfläche Reaktionsmedium/elektrisch polarer Kristall vorgesehen. Erfindungsgemäße Verfahren schließen auch die Vereinfachung bisheriger Systeme zur Fixierung von CO2 auf Grundlage der Verwendung von TiO2 bzw. CdS und Elektronenmediatoren (Kurayama, Matsuyama and Yamamoto, Advanced Powder Technology, 2004. 15, 51–61; Inoue, Kubo and Yoneyama, Journal of the Chemical Society-Faraday Transactions, 1991. 87, 553–557) und die komplette enzymunterstützte Degradation von MTBE/ETBE ein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Ausführungsbeispiel 7
- Zur Regeneration des Cofaktors NAD(P)H bei der Biokatalyse durch isolierte NAD(P)H-abhängige Enzyme werden entweder pyroelektrische Partikel zugesetzt oder die Reaktanden durch eine pyroelektrische Partikel enthaltende Filtermatrix geleitet. Für Letztere werden Nanopartikel (typische Größen von 10–100 nm) von z. B. LiNbO3 in einer porösen Matrix derart immobilisiert, dass sie oberflächlich mit den flüssigen Spezies der Reaktion, die die so gebildete Filteranordnung durchsetzen, in Kontakt kommen können. Durch eine geeignete Vorrichtung, im einfachen Falle ein Peltier-Element in thermischem Kontakt, kann der den Filter durchsetzende Flüssigkeitsstrom oder der Filter direkt zeitlichen Temperaturwechseln unterworfen werden. Dadurch wird eine Polarisationsänderung in den pyroelektrischen Nanopartikeln bewirkt, welcher zur Freisetzung eines Teils der elektrischen Dipolfelder und somit zur Bereitstellung zusätzlicher Ladungen und Beschleunigungsenergie geladener Teilchen führt.
- Ausführungsbeispiel 2
- Wie Ausführungsbeispiel 1 aber unter Verwendung ferroelektrischer Nanopartikel aus z. B. (BaxSr1-x)TiO3, deren Ordnungstemperatur für den ferroelektrischen Zustand durch Wahl der chemischen Zusammensetzung auf eine bestimmte Temperatur eingestellt wurde. Oberhalb dieser Temperatur von z. B. 25°C für x = 0.7 verlieren die Nanopartikel die Eigenschaft Ferroelektrizität und verhalten sich chemisch inaktiv. Kommt es zu einer Unterschreitung dieser Temperatur im Gas- bzw. Flüssigkeitsstrom, schaltet ein erfindungsgemäßes Filter in einen Zustand, in der heterogene Katalyse durch die Wirkung der elektrischen Dipolfelder aktiviert ist. Damit kann eine Filterwirkung in Abhängigkeit von einer Schwelltemperatur erzielt werden. Darin eingeschlossen sind auch Temperaturoszillationen um den Umwandlungspunkt, infolge derer ein zyklisches An- und Abschalten des Dipolfeldes realisiert ist. Als Wärmequellen kommen externe Vorrichtungen und interne, vom Prozess getriebene Temperaturoszillation bei einer exothermen Reaktion in Frage.
- Ausführungsbeipiel 3
- Wie Ausführungsbeispiel 1–2 aber unter zusätzlicher Verwirbelung im Reaktionsmedium (turbulente Strömung, Ultraschallanregung) unter Einbeziehung von Kavitationseffekten an der Oberfläche der pyroelektrischen Partikel.
- Ausführungsbeispiel 4
- Wie Ausführungsbeispiel 1–2 aber unter Nutzung von mit Pyroelektrika beschichteten Oberflächen zumindest von Teilen des Reaktionsgefäßes und zusätzlicher Verwirbelung im Reaktionsraum unter Einbeziehung von Kavitationseffekten an der Oberfläche der pyroelektrischen Partikel.
- Ausführungsbeispiel 5
- Alternativ zu den Ausführungsbeispielen 1–4 oder in Erweiterung werden pyroelektrische Partikel oder Beschichtungen mit den Enzymen der Biokatalyse beschichtet, letztere damit immobilisiert, um einen effizienteren Austausch der Cofaktoren zu ermöglichen.
- Ausführungsbeispiel 6
- Unabhängig von den in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Effekten werden Pyroelektrika, in Form loser Partikel, in einer Filtermatrix immobilisiert oder auch als Beschichtung z. B. einer Reaktionsgefäßwandung, der enzymatisch katalysierten Reaktion beigefügt um die Ausbeute an Endprodukten zu erhöhen. Dieser Ansatz zielt auf den förderlichen Einfluss der Pyroelektrika auf die Wassercluster-Bildung, den pH-Wert und die Redoxbalance während der Katalyse.
- Ausführungsbeispiel 7
- Wie Ausführungsbeispiel 6, allerdings werden die Enzyme der Biokatalyse auf den pyroelektrischen Partikeln oder der Beschichtungen immobilisiert.
- Ausführungsbeispiel 8
- Vorgesehen ist die Nutzung von Pyroelektrika als direkte Katalysatoren bei komplexen, mehrstufigen Enzymreaktionen. Dabei können Teil-Reaktionen durch Pyroelektrika substituiert werden, um beispielsweise Zwischenprodukte zu reduzieren, oxidieren oder aktivieren.
- Ausführungsbeispiel 9
- Vorgesehen ist die Verwendung von Pyroelektrika zur Regenerierung von NADH bei der Reaktion von CO2 mit Wasserstoff zu Format durch die Format-Dehydrogenase.
- Ausführungsbeispiel 10
- Wie Ausführungsbeispiel 9 nur unter Verwendung der Isocitrat-Dehydrogenase und Oxoglutarat als Substrat der Enzymreaktion.
- Ausführungsbeispiel 11
- Wie Ausführungsbeispiel 1–6 jedoch als Basis für komplexe enzymkatalysierte Reaktion in Biosensoren. Dabei wandelt die Enzymreaktion das zu detektierende Substrat um, wobei ein Signal (z. B. Reaktionswärme, Konzentration eines Endproduktes) generiert wird, welches von einem peripheren Gerät oder Anordnung ausgelesen werden kann. In Erweiterung ist ein Sensor vorgesehen, der die bei der biosensorischen Reaktion ablaufenden Veränderungen am Pyroelektrikum unmittelbar zu einer physikalisch messbaren Größe umwandelt.
- Ausführungsbeispiel 12
- Wie die Ausführungsbeispiele 1–5, jedoch soll durch die Verwendung von Pyroelektrika der enzymkatalysierte Abbau von MTBE/ETBE durch Monooxygenasen (Cytochrom P-450) verbessert und die vollständige Degradation in biokompatible Endprodukte ermöglicht werden. Dabei werden die entsprechenden Enzyme in isolierter Form zum Einsatz gebracht.
- Ausführungsbeispiel 13
- Wie vorstehende Ausführungsbeispiele, jedoch ist eine Kombination von einem Pyroelektrikum mit photokatalytisch wirksamen TiO2, bereitgestellt in Form eines geeigneten Kompositmaterials, vorgesehen. Dabei wirkt das Pyroelektrikum einerseits selbst als Katalysator für die enzymatisch katalysierten Abbaureaktion bzw. Cofaktor Regeneration und andererseits steigert das Pyroelektrikum die Effektivität der photokatalytischen Abbaureaktion an der TiO2-Oberfläche, wobei das vom Pyroelektrikum erzeugte elektrische Feld die Rekombinationswahrscheinlichkeit der im TiO2 generierten Elektron-Loch-Paare herabsetzt.
- Ausführungsbeispiel 14
- Wie die Ausführungsbeispiele 1–12, jedoch erfolgt die Aktivierung durch lokal adressierbare thermische Anregung der Pyroelektrika über metallisch leitende Partikel (z. B. Gold-Nanopartikel oder Kohlenstoffnanoröhren, welche lose oder ebenfalls in einer geeigneten Filtermatrix immobilisiert neben den pyroelektrischen Partikeln vorliegen) und Einkopplung von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung. Der Vorteil besteht in der geringen thermischen Trägheit des Systems sowie der lokalen Adressierbarkeit der Felder.
Claims (13)
- Verfahren für enzymkatalysierte Synthesen, zur Optimierung biotechnologischer und biosensorischer Prozesse und zur Regeneration von Cofaktoren, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem Reaktionsvolumen pyroelektrische Kristalle mit einer Pufferlösung und Enzymen in Kontakt gebracht werden, – die pyroelektrischen Kristalle zum Abtrag oder Neubildung der auf ihnen befindlichen Adsorptionsschicht und einer damit einhergehenden Aktivierung oder Passivierung deren elektrischer Felder stimuliert werden, – und mittels der lokalen elektrischen Felder enzymkatalysierte Synthesen an den pyroelektrischen Kristallen erfolgen, – in deren Prozess Cofaktoren regeneriert werden, – in deren Prozess Oxidationen/Reduktionen sowie Aktivierungen von Substraten und/oder Enzymen ablaufen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsvolumen pyroelektrische Kristalle zugesetzt oder die Pufferlösung durch eine pyroelektrische Kristalle enthaltende Filtermatrix geleitet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pyroelektrischen Kristalle zur Freisetzung der elektrischen Felder auf chemischen Wege stimuliert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pyroelektrischen Kristalle zur Freisetzung der elektrischen Felder auf mechanischen Wege, aber nicht durch Änderung des Druckes, stimuliert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pyroelektrischen Kristalle zur Freisetzung der elektrischen Felder auf thermischen Wege durch Änderung der Temperatur stimuliert werden.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Stimulierung durch Kavitationseffekte in turbulenten Strömungen oder infolge von Ultraschallanregung der pyroelektrischen Kristalle herbeigeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulierung der pyroelektrischen Kristalle durch direkte Einkopplung elektromagnetischer Strahlung herbeigeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferlösung mittels Rührer verwirbelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivität der verwendeten Enzyme von Nicotinamid-Cofaktoren abhängig ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zu katalysierenden Enzymreaktion Oxidations- und Reduktionsvorgänge zugrunde liegen.
- Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet dass die Reaktionen durch Format- und Isocitrat-Dehydrogenasen katalysiert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der biologisch kompatible Abbau umwelttoxischer Substanzen (MTBE/ETBE oder Substanzen deren Abbau auf Oxidoreduktionen beruht) durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die katalysierte Reaktion Basis eines Biosensors ist, wobei dadurch die Umwandlung eines zu messenden Stoffes in ein extern auslesbares Signal erfolgt.
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Inventor name: BENKE, ANNEGRET, DIPL.-ING., 01705 FREITAL, DE Inventor name: BLEY, THOMAS, PROF. DR.RER.NAT.HABIL., 01737 P, DE Inventor name: GUTMANN, EMANUEL, DIPL.-PHYS., 01099 DRESDEN, DE Inventor name: KRAUSE-BUCHHOLZ, UDO, DIPL.-BIOL., 01129 DRESD, DE Inventor name: MEYER, DIRK, JUN.-PROF. DR.RER.NAT., 01326 DRE, DE Inventor name: POMPE, WOLFGANG, PROF. DR.RER.NAT.HABIL., 0173, DE Inventor name: ROEDEL, GERHARD, PROF. DR.RER.NAT.HABIL., 8575, DE Inventor name: VOELKER, ANNE, DIPL.-ING., 02826 GOERLITZ, DE Inventor name: WURM, VERENA, DIPL.-ING., 01257 DRESDEN, DE |
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| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130712 |
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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Effective date: 20150101 |