Podrobno

Microfluidics-based generation and immobilization of nanoscale cross-linked enzyme aggregates for continuous transamination
ID Menegatti, Tadej (Avtor), ID Lavrič, Žan (Avtor), ID Hlebanja, Patrik (Avtor), ID Žnidaršič Plazl, Polona (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,90 MB)
MD5: BC01B18BC545ABF3AB3998C1CAE99007
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725097074 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Cross-linked enzyme aggregates (CLEAs) offer a cost-effective and robust strategy for enzyme immobilization, combining high recovered activity with improved operational stability—key traits for continuous biocatalysis. However, conventional batch preparation methods typically yield heterogeneous, micrometer-sized particles with poor reproducibility, mechanical fragility, and limited applicability in continuous reactor systems. In this study, we introduce a novel microfluidic approach for generating stable, uniform nanoscale CLEAs of amine transaminase (ATA-CLEAs). By spatially separating acetone-induced precipitation and glutaraldehyde cross-linking into connected microfluidic sections, we enabled independent optimization of both steps. This system yielded highly uniform ATA-CLEAs (∼100 nm diameter) with up to 90.5 % recovered activity—2.5-fold higher than batch-prepared aggregates— while reducing processing time and reagent consumption. Additionally, we demonstrate the first integration of CLEA synthesis with a membrane microreactor, enabling one-step purification and immobilization with 100 % yield. Upon connection to a substrate feed, the system was seamlessly adapted for continuous transamination of (S)-α-methylbenzylamine with pyruvate, achieving over 68 % immobilization efficiency. The immobilized ATA-CLEAs demonstrated superior operational stability compared to their non-aggregated counterparts, delivering a 45 % higher turnover number over five days of continuous operation. This work establishes a scalable and efficient platform for incorporating CLEAs into continuous biocatalytic processes—an essential advancement in green engineering for the sustainable production of pharmaceuticals and fine chemicals.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:amine transaminase, enzyme immobilization, cross-linked enzyme aggregates, membrane microreactor, flow biocatalysis
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:12 str.
Številčenje:Vol. 523, art. 168865
PID:20.500.12556/RUL-174360 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:66.098
ISSN pri članku:1385-8947
DOI:10.1016/j.cej.2025.168865 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:251033859 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:01.10.2025
Število ogledov:145
Število prenosov:72
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Chemical engineering journal
Skrajšan naslov:Chem. eng. j.
Založnik:Elsevier Sequoia
ISSN:1385-8947
COBISS.SI-ID:2110998 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:amin transaminaza, imobilizacija encimov, zamreženi encimski agregati, membranski mikroreaktor, pretočna biokataliza

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0191-2020
Naslov:Kemijsko inženirstvo

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J4-4562-2022
Naslov:Intenzifikacija biokatalitskih procesov z uporabo evtektičnih topil v mikropretočnih sistemih za trajnostno valorizacijo odpadkov - BioInDES

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0298-2023
Naslov:Interakcije okoljsko relevantne mikroplastike in biotskih površin v vodnem okolju

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0342-2024
Naslov:Novi mikrobioreaktorji za širitev kemijskega prostora prilagodljivih kiralnih aminov

Financer:EC - European Commission
Številka projekta:101160108
Naslov:Twinning for Building Excellence and Innovative Solutions in Flow Catalysis
Akronim:FLOWCAT

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:I0-0022-2022
Naslov:Mreža raziskovalnih infrastrukturnih centrov Univerze v Ljubljani (MRIC UL)

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj