Novel Biomembranes Project Receives €3m Pathfinder Grant

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Ein Projekt, das auf die Entwicklung einer neuartigen bioinspirierten Membran zur selektiven Extraktion von Verbindungen aus Wasser abzielt, hat einen Zuschuss von 3 Millionen Euro von der erhalten Pathfinder-Programm des Europäischen Innovationsrats (EIC)..

BIOMEM ist ein Konsortium unter der Leitung des dänischen Biotech-Unternehmens Aquaporin, dessen Forschung von der Aston University geleitet wird Dr. Alan Goddard.

Aktuelle Wasserfiltrationstechnologien erfordern einen hohen Druck- und Energieaufwand und sind nicht selektiv hinsichtlich der Moleküle, die sie filtern. BIOmimetische selektive Extraktions-MEMBrane (BIOMEM) werden in der Lage sein, ausschließlich einzelne Verbindungen aus wässrigen Lösungen zu extrahieren und werden 50–75 % weniger Energie verbrauchen als aktuelle hochmoderne Nanofiltrationstechnologien. Sie können auch bei geringen Konzentrationen des Zielmoleküls arbeiten.

Die Membranen haben das Potenzial, in verschiedenen Bereichen eingesetzt zu werden, darunter in der Abwasseraufbereitung, beispielsweise zur Entfernung bestimmter Schadstoffe wie Phosphat, und in der Biotechnologie, um wertvolle Produkte wie Vitamine und Arzneimittel aus Fermentationsbrühe zu extrahieren. Die BIOMEM-Forscher glauben, dass ihre Technologie für die Bioverarbeitungsindustrie bahnbrechend sein wird, da die Membranen die Verarbeitungskosten erheblich senken werden.

BIOMEM ist die erste bedeutende Auszeichnung für die neu gegründetes Aston Institute for Membrane Excellence (AIME), das die Bereiche Membranproteinbiochemie und Polymerwissenschaft kombiniert, um eine innovative Lösung für globale Herausforderungen zu schaffen.

Das Wort „biomimetisch“ bedeutet Nachahmung der Biologie, und die neuen Membranen werden natürliche Zellmembranen nachahmen. In Zellmembranen sind spezielle Transportproteine eingebettet, um bestimmte Substanzen wie Metallionen und Zucker in die Zelle hinein und aus ihr heraus zu transportieren. Das BIOMEM-Konsortium wird Transportproteine aus biologischen Zellmembranen entnehmen und sie in robustere, industrielle Kunststoffmembranen einbetten, um äußerst selektive Trennmembranen zu schaffen.

Goddard und das interdisziplinäre Team der Aston University, zu dem auch gehören Dr. Alice Rothnie und Professor Roslyn Bill von der Fakultät für Biowissenschaften und Dr. Matthew Derry, Professor Brian Tighe und Professor Paul Topham von der School of Engineering and Physical Sciences wird neuartige Polymere entwickeln und testen, die in der Lage sind, Transportproteine und ihre stabilisierenden Lipide aus biologischen Membranen zu extrahieren und dabei ihre Aktivität beizubehalten.

Membrantransportproteine sind typischerweise instabil und daher schwer zu isolieren und zu untersuchen. Mit den stabilisierten, extrahierten Proteinen der Aston University wird der Rest des Konsortiums in der Lage sein, die neuen bioinspirierten Membranen zusammenzubauen und sie zu charakterisieren, um ihre Organisation und Funktion zu verstehen. Dadurch können sie Membranen für maßgeschneiderte Zielverbindungen entwerfen und optimieren.

Das Konsortium wird die von ihm hergestellten Membranen in Proof-of-Concept-Experimenten testen, um komplexe, hochwertige Lebensmittelinhaltsstoffe aus Fermentationsbrühe und Phosphat aus Abwasser zu extrahieren. Letztendlich wollen die Partner maßgeschneiderte, selektive Membranen „Plug-and-Play“ herstellen.

Zum BIOMEM-Konsortium gehören außerdem das französische Nationale Zentrum für wissenschaftliche Forschung (Centre national de la recherche scientifique (CNRS)), die Universität Kopenhagen in Dänemark, die Universität Tampere in Finnland und dsm-firmenich, ein weltweit führender Wissenschafts- und Innovationsführer in den Bereichen Ernährung, Gesundheit und Schönheit .

Dr. Goddard sagte:

„Dies ist eine unglaublich spannende Gelegenheit, die Art und Weise, wie industrielle Trennmembranen hergestellt werden, wirklich neu zu definieren und ein Plattformsystem zu schaffen, das in einer ganzen Reihe von Sektoren eingesetzt werden kann. Unser Konsortium besteht aus Vertretern aller Phasen der Membranherstellung, einschließlich Industriepartnern, um sicherzustellen, dass wir uns auf die Relevanz und Anwendung in der Praxis konzentrieren.“

Torsten Bak, Senior Vice President des Aquaporin Deep Tech Center und Leiter des Projekts bei Aquaporin, sagte:

„Wir freuen uns, das BIOMEM-Projekt bekannt zu geben und freuen uns auf die Zusammenarbeit mit dem Konsortium. Die erfolgreiche Finanzierung durch das Pathfinder-Programm versetzt uns nun in die Lage, ein lang erwartetes Projekt zur Entwicklung einer neuartigen Biomembran mit einzigartigen Eigenschaften zu starten, die das Potenzial hat, verschiedene Branchen zu optimieren.“