Magnetit alapú hordozók biokatalitikus mikrofluidikai rendszerekben
Magnetite-based supports in biocatalytic microfluidic systems
Keywords:
microfluidic system, enzymatic reaction, magnetite nanoparticles, immobilization, CaL-B lipase enzyme, /, mikrofluidikai rendszer, enzimatikus reakció, magnetit nanorészecskék, immobilizálás, CaL-B lipáz enzimAbstract
Microfluidic technology provides an excellent tool to improve chemical and biological synthesis offering the possibility to integrate different functional modules on a single platform. The microfluidic device enables improved control of reaction conditions, and higher-yield production with reduced reagent consumption and system cost. It can be used in processes of separation, purification and step-wise chemical and biological reactions.1
In this work, the biocatalytic acylation reactions were carried out in a continuous-flow microfluidic system using a polycarbonate-based microchip. Magnetite, as catalytic support for Cal-B lipase, used in the reactions were examined by using TEM and SEM microscopy to characterize its surface.
Catalytic activity of the immobilized lipase was tested using different racemic alcohols: rac-4-Cl-1-phenylethanol, rac-4-Br-phenylethanol, rac-4-F-phenylethanol, rac-1-phenylethanol, rac-benzothiophene-3-ethanol, rac-3-nitro-1-phenylethanol, rac-4-nitro-1-phenylethanol.2
The efficiency of the microfluidic system is greatly influenced by the temperature, the flow rate and the volume ratio of rac-1-phenylethanol:vinyl acetate.
Kivonat
A mikrofluidika kiváló módszer a kémiai és biológiai szintézisek javítására, lehetőséget kínálva különböző funkcionális modulok egyetlen platformra történő integrálására. A mikrofluidika lehetővé teszi a reakciókörülmények jobb szabályozását és a nagyobb hozamú termelést, csökkentett reagensfogyasztás és rendszerköltség mellett. Felhasználható elválasztási, tisztítási folyamatokban, valamint lépcsőzetes kémiai és biológiai reakciókban.1
A biokatalitikus acilezési reakciókat folyamatos áramlású mikrofluidikai rendszerben, polikarbonát alapú mikrochipben végeztük el. A reakciókban alkalmazott magnetitet, mint a Cal-B lipáz katalitikus hordozóját TEM és SEM mikroszkóppal vizsgáltuk felületének jellemzésére.
Az immobilizált lipáz katalitikus aktivitását különböző racém alkoholokkal teszteltük: rac-4-Cl-1-fenil-etanol, rac-4-Br-fenil-etanol, rac-4-F-fenil-etanol, rac-1-fenil-etanol, rac-benzotiofén-3 -etanol, rac-3-nitro-1-fenil-etanol, rac-4-nitro-1-fenil-etanol.2
A mikrofluidikai rendszer hatékonyságát nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet, az áramlási sebesség és a rac-1-fenil-etanol:vinil-acetát térfogataránya.
