Imobilizacija bioloških molekul v (mikro)pretočne sistemeJereb, Gregor (Avtor) Ambrožič, Rok (Mentor) biokatalizabioprocesmikroreaktorBiokatalizatorji so biološke molekule, ki so zmožne katalizirati kemijske reakcije. Njihova uporaba ponuja številne prednosti, kot so visoka specifičnost, blagi reakcijski pogoji in okoljska trajnost, zaradi česar je tehnologija ključna v sodobni kemijski in biotehnološki industriji. Pogoji, ki so jim biokatalizatorji (navadno encimi) izpostavljeni, so pri danem procesu navadno hujši od fizioloških, zato se uporabljajo različne tehnike stabilizacije biokatalizatorjev. Ena od ključnih strategij je njihova imobilizacija, ki jih pritrdi na netopen inertni material, kar jim utrdi strukturo in tako poviša njihovo stabilnost. V diplomskem delu smo primerjali različne tehnike imobilizacije bioloških molekul, ki se lahko uporabijo kot biokatalizatorji v pretočnih sistemih, pri tem pa smo poseben poudarek namenili mikrofluidnim sistemom. Taka tehnologija je zanimiva zaradi natančnega določevanja procesnih spremenljivk ter visokega razmerja med površino in prostornino, kar omogoča dober prenos toplote in snovi. Cilj raziskave je bil ovrednotiti učinkovitost različnih načinov imobilizacije in stabilnost imobiliziranih bioloških molekul z vidika njihove uporabe v pretočnih bioprocesih. Za procese so zelo zanimivi mikroreaktorji s strnjenim slojem, kjer največji problem predstavlja visok padec tlaka. V diplomskem delu je bilo zapisanih nekaj korelacij, ki predvidijo padec tlaka v mikroreaktorju, in so bili narisani grafi, ki predstavijo padec tlaka v odvisnosti od razmerja med premerom sfer in cilindrične kolone. Izkazalo se je, da imajo kratke in široke kolone najmanjši padec tlaka. V eksperimentalnem delu smo testirali imobilizacijo modelnih bioloških molekul, kot so encimi, ter analizirali njihovo delovanje in stabilnost v pretočnih pogojih. Izkazalo se je, da je sama imobilizacija v hidrogele zelo učinkovita, sploh v primeru elektrodepoziranih hidrogelov. Preverjeno je bilo tudi spiranje imobiliziranih encimov v mikroreaktorjih v odvisnosti od različnih pufrskih sistemov in pH območja, kjer se opazi močnejše spiranje v višjih pH območjih in možnost raztapljanja hidrogelov, kar bi se lahko uporabilo za nadzorovano sproščanje encimov v reakcijsko mešanico.20252025-09-01 11:25:00Diplomsko delo/naloga171732sl