Auf dem Weg zu Enzym-maßgeschneiderten Nanoreaktoren für Biotechnologie und Life Science

• Antragstellerin: Yuliya Silina, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427949628

Dieser Antrag beschreibt die Entwicklung aufgabenspezifischer elektrochemischer Nanoreaktoren für die In-situ-Enzymaktivitätsmodulation (1), das Screening von elektroaktiven Metaboliten (2) und die Überwachung des physiologischen Status lebender Zellen (3). Die grundlegende wissenschaftliche Idee besteht in der elektrolytischen Abscheidung von Edelmetall-Nanopartikel aus mehreren Elektrolytlösungen unter gleichzeitiger Abscheidung organischer Moleküle, d.h. Cofaktoren, Substrate oder Polymere, die zur Bildung von festen Nanohybriden auf derselben Elektrode führen. Dieser Ansatz führt zu mehreren Eintopfreaktionen, was die Leistung der Hybridelektroden im Vergleich zu schrittweisen Verfahren verbessern kann, indem das Reaktionsgleichgewicht in Richtung des gewünschten Produkts verschoben und gleichzeitig die Anzahl der Arbeitsschritte reduziert wird. Dieser Ansatz ermöglicht eine einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung elektrochemischer mikroanalytischer Systeme nach den Anforderungen kundenspezifischer Aufgabenstellungen mit reproduzierbaren Eigenschaften. Eine erste Machbarkeitsstudie wurde bereits von Dr. Yuliya E. Silina zur Co-Deposition von Enzymen und Polymeren realisiert und wird hier auf neue Grundlagen, Erkenntnisse und Anwendungen erweitert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen