Interessante beestjes

Behalve groen vonden we bij onze sectie biokatalysatoren ook wetenschappelijk interessant en ze sluiten aan op het onderzoek dat we hier al doen.

Voor biokatalysatoren is een scala van toepassingen te bedenken voor de levensmiddelenindustrie en voor medicijnen. Maar je zou biokatalysatoren ook in de olie-industrie kunnen gebruiken. Dus het is niet alleen maar ‘geitenwollensokkenwerk’ dat je ermee kunt uitvoeren.

Wij denken nu dat zo’n biokatalysator, in mijn geval een enzym, beter onder extremere omstandigheden functioneert als je hem aanbrengt op een monoliet. Die monoliet is een keramische drager, bestaande uit een bundel parallelle kanaaltjes. Daar breng je de katalysator op aan en de stoffen die met elkaar moeten reageren stuur je erlangs. Dit principe wordt ook in auto’s gebruikt.

In de industrie worden enzymen nu nog vaak als dikke bolletjes bij de doelstof gevoegd, om een snelle chemische reactie te krijgen. Ik moet nu laten zien dat je enzymen ook in monolieten kunt aanbrengen en dat ze zo als katalysator werken.

Ik plak daarom enzymen aan de wanden van een monoliet. Dat plakken (immobiliseren) van enzymen met een hulpstof is nodig, omdat ze slecht aan de wand van de onbewerkte monoliet hechten. Daarom test ik vier plakmethodes. Bij één daarvan breng ik een gelcoating aan op de wand van de monoliet waaraan het enzym zich hecht. Die viskeuze gel moet je het kanaaltje van de monoliet in zien te krijgen en dat is millimeterwerk. Dit blijkt tot nu toe het lastigste onderdeel in het onderzoek, dus ik kan je nog geen briljante resultaten melden.

Wat wel makkelijk gaat met enzymen is het meten van massatransport in monolietreactoren. Dankzij de enzymen in de kanaaltjes gaat een reactie tussen twee stoffen erg snel. Het reactieverloop in de reactor is daardoor alleen afhankelijk van het transport van stoffen naar het enzym toe. Je kunt nu makkelijk meten hoe snel dat gaat.

Tot nu toe ben ik de enige van onze katalysatorgroep die met biokatalysatoren proeven doet. Mijn collega’s vragen me ook wel eens hoe het met mijn beestjes gaat, hoewel het natuurlijk eiwitten zijn en er niks levends aan zit. Maar het is leuk onderzoek omdat het zoveel toepassingen heeft. Dat maakt mijn beestjes interessant.” (RZ)

Naam: Karen de Lathouder (27)

Onderwerp: Biokatalysatoren

Promotoren: Prof. Jacob Moulijn en prof. Freek Kapteijn (sectie reactor en catalysis engineering)

Tussenstand: Nog anderhalf jaar te gaan

“Neem het woord bio en katalysator, plak het aan elkaar en je hebt iets dat groen klinkt en bij een breed publiek in de smaak valt. Behalve groen vonden we bij onze sectie biokatalysatoren ook wetenschappelijk interessant en ze sluiten aan op het onderzoek dat we hier al doen.

Voor biokatalysatoren is een scala van toepassingen te bedenken voor de levensmiddelenindustrie en voor medicijnen. Maar je zou biokatalysatoren ook in de olie-industrie kunnen gebruiken. Dus het is niet alleen maar ‘geitenwollensokkenwerk’ dat je ermee kunt uitvoeren.

Wij denken nu dat zo’n biokatalysator, in mijn geval een enzym, beter onder extremere omstandigheden functioneert als je hem aanbrengt op een monoliet. Die monoliet is een keramische drager, bestaande uit een bundel parallelle kanaaltjes. Daar breng je de katalysator op aan en de stoffen die met elkaar moeten reageren stuur je erlangs. Dit principe wordt ook in auto’s gebruikt.

In de industrie worden enzymen nu nog vaak als dikke bolletjes bij de doelstof gevoegd, om een snelle chemische reactie te krijgen. Ik moet nu laten zien dat je enzymen ook in monolieten kunt aanbrengen en dat ze zo als katalysator werken.

Ik plak daarom enzymen aan de wanden van een monoliet. Dat plakken (immobiliseren) van enzymen met een hulpstof is nodig, omdat ze slecht aan de wand van de onbewerkte monoliet hechten. Daarom test ik vier plakmethodes. Bij één daarvan breng ik een gelcoating aan op de wand van de monoliet waaraan het enzym zich hecht. Die viskeuze gel moet je het kanaaltje van de monoliet in zien te krijgen en dat is millimeterwerk. Dit blijkt tot nu toe het lastigste onderdeel in het onderzoek, dus ik kan je nog geen briljante resultaten melden.

Wat wel makkelijk gaat met enzymen is het meten van massatransport in monolietreactoren. Dankzij de enzymen in de kanaaltjes gaat een reactie tussen twee stoffen erg snel. Het reactieverloop in de reactor is daardoor alleen afhankelijk van het transport van stoffen naar het enzym toe. Je kunt nu makkelijk meten hoe snel dat gaat.

Tot nu toe ben ik de enige van onze katalysatorgroep die met biokatalysatoren proeven doet. Mijn collega’s vragen me ook wel eens hoe het met mijn beestjes gaat, hoewel het natuurlijk eiwitten zijn en er niks levends aan zit. Maar het is leuk onderzoek omdat het zoveel toepassingen heeft. Dat maakt mijn beestjes interessant.” (RZ)