Kémiai és Biokémiai Műveletek Kutatólaboratórium

MÜKKI logo

1. Multifunkcionális nanorészecskék előállítása (GINOP-2.3.2-15-2016-00017; 2. alprogram, „BIONANO”)

A) Multifunkcionális nanorészecskék előállítása diagnosztikus lés terápiás céllal 5-ös generációs PAMAM dendrimer, mint hordozó molekula segítségével

A poli(amidoamin) (PAMAM) dendrimer molekula több, mint száz aktív amin csoportot tartalmaz a külső felületén. Ezek a csoportok kiválóan alkalmasak különböző funkciójú molekulák megkötésére. A megkötni kívánt molekulák lehetnek un. célzó („target”) molekulák, pl. folsav, kontraszt ágensek [Gd(DOTA)], vagy festékmolekulák (pl. fluoreszcein izotiocianát), valamint gyógyszer hatóanyag molekulák (taxol vagy methotrexate), amelyek mind hozzáköthetők ugyanahhoz a dendrimer molekulához (részletesebben ld. Kutatási témák) (1. ábra).

Fig p1

1. ábra. Néhány fajta dendrimer alapú célzott terápiás termék előállítása. A kék körök 5-ös generációjú PAMAM dendrimer molekula alapvázát jelölik külön feltűntetve a felületükön található 110 funkciós csoportot. -NH2 primer amino csoport; -Ac acetil csoport; -OH gliceril csoport; FiTC fluoreszcein izotiocianát; FA folsav; TXL taxol hatóanyag; -MTXe metotrexát hatóanyag.

B) Enzim nanorészecskék előállítása különböző fajta polimerek segítségével

A kutatás fő célja enzimek, mint biokatalizátorok stabilitásának növelése, több cikluson keresztül történő ipari felhasználhatóságuk céljából. Az egyedi enzim molekula nagyon vékony polimer réteggel vonjuk be, amely jelentősen megnöveli az enzim működési idejét (ld. kutatási témák) (2. ábra).

Fig p2

2. ábra. Enzim nanorészecskék előállítása kétlépéses módszerrel 1. Felület módosítás, 2. Polimerizáció.

C) Enzim nanorészecske biokatalizátorral működő membrán bioreaktorok működésének vizsgálata

Kihasználva a membrán bioreaktorok előnyös tulajdonságait, úgymint a kémiai reakció és a termék elválasztásának egyidejű megvalósítása, ennek a műveletnek különböző megvalósítási lehetőségeit vizsgáljuk. Az enzimeket természetes formájukban, valamint vékony polimer réteggel beburkolt formában, illetve mágneses nanorészecskékhez kötve használjuk. Különböző összeállításokat és működési körülményeket vizsgálunk az enzim katalizátoros membrán bioreaktorok működésének a javítása érdekében (3. ábra).

Fig p3

3. ábra. Enzim katalitikus membrán bioreaktor kialakítása enzim tartalmú nanorészecskéknek (pl. mágneses nanorészecskéknek) a membrán támasztórétegéhez való rögzítésével

2. Új galenikus gyógyszerkészítmények kutatás-fejlesztése és a gyártásukat biztosító infrastruktúra kialakítása (GINOP-2.2.1-15-2016-00023; “EGIS”)

Un. nanonizált hatóanyag hordozó rendszereket állítunk elő (pl. biokompatibilis és biodegradábilis polimer nanorészecskéket), amelyek késleltetett gyógyszer hatóanyag kioldódással rendelkezhetnek.

3. Felszíni vizekben és ipari szennyvizekben található alacsony koncentrációjú antibiotikum és fenol származék szennyeződések enzimes bontása módosított membrán bioreaktorral (TÉT_15_IN-1-2016-0094)

Az antibiotikum maradványok súlyosan károsíthatják a környezetünkben lévő ökológiai rendszereket, pl. a vízi társulásokat, valamint elősegítik az antibiotikumokkal szemben ellenálló kórokozó baktériumok elszaporodását. Membránokra rögzített enzimek (enzim katalitikus membrán bioreaktorok) segítségével lehetséges olyan kis koncentrációban jelen lévő antibiotikumok és fenol származékok (un. mikroszennyezők) lebontása is, amely koncentrációban már a környezetre károsak, viszont a hagyományos eljárásokkal nem távolíthatók el a szennyvizekből. Intézetünkben évtizedek óta használunk membrán reaktorokat biokémiai műveletekhez. A mikroszennyezők eltávolítására kétfajta elrendezést használunk: (1) kombinált membrán műveletek (elválasztás és lebontás). Ebben az elrendezésben két egységet használunk: kevert tank reaktort és membránt. (2) A második elrendezésben az enzim rögzítésre kerül a membrán pórusaiban és az így kialakított enzim katalitikus membrán bioreaktort használjuk (4. ábra).

Fig p4

4. ábra. Enzim katalitikus membrán bioreaktor működésének vázlata. Az enzimek a membrán támasztórétegében rögzülnek.

4. Energiatermelés nyomásvisszatartott ozmózissal változtatható polaritású ionfolyadékok felhasználásával (OTKA 116727)

A projekt lényege annak vizsgálata, hogyan hasznosítható a legtöbb energia a művelet segítségével és hogy valósítható meg a művelet gyakorlati felhasználása. Ehhez a membránt eltömő összetevők jelenlétében zajló működés matematikai modelljét vizsgáljuk. A zárt rendszer modellezéséhez használt egyenletek megoldásai jól közelítik a kísérletes adatokat.

Please publish modules in offcanvas position.