酶(例如，源自细菌的酶)可以将多种起始材料转化为丰富的目标产品。所谓的白色生物技术旨在利用这种能力以环保的方式生产化学品。由于有时需要多个催化剂和步骤来生产所需的产品，Dirk Tischler 的团队与代尔夫特理工大学、Bergakademie Freiberg 技术大学和西里西亚理工大学的小组合作，设计了一个用于流动催化的级联。

因此，起始材料葡萄糖和 1-磷酸葡萄糖(活化形式)和 UTP(三磷酸尿苷，一种生化能量载体)在固定化酶上发生的两个步骤中转化为海藻糖。第一种酶具有激活葡萄糖分子的任务，第二个将它们连接在一起。“由于一种酶需要与另一种不同的工作条件，我们将它们固定在两个连续的反应器中，”Dirk Tischler 解释说。例如，这使研究人员能够独立地调整反应器中底物的温度或停留时间。“不仅可以使用这种方法将糖连接在一起，还可以想象，例如，在糖上种植药物，如抗生素，”他说，展望未来。

印刷可重复使用的基材

在他与 Hirsch Engineering Solutions 公司共同资助并得到联邦经济事务和能源部支持的后续项目中，他现在专注于优化级联。首先，目标是改进酶的底物材料。“到目前为止，我们一直使用的硅酸盐底物并不是所有酶都能很好地耐受，”Tischler 说。此外，它们通常不可重复使用。塑料，包括来自生物来源的塑料，可能更合适，并且可以通过 3D 打印成型。“它们已经在各种医学应用中证明了它们的生物相容性，”科学家指出。

其次，项目合作伙伴还希望通过添加一种激酶，在多磷酸盐的帮助下，在反应结束时将分离的 UDP 再循环到 UTP 中，从而使酶级联更具成本效益。结果，级联可以重新开始。“直到现在，我们总是不得不添加新的 UTP 来启动级联，这相当昂贵，”Dirk Tischler 解释说。“如果我们能够通过多磷酸盐回收它，成本将大大降低。”