Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von instrAction GmbH durchgeführt. Die Instraction GmbH beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung von innovativen Trennphasen und Trennprozessen für chromatographische Anwendungen. Primäres Verwertungsziel des Unternehmens ist es, die selbst entwickelten, ökonomisch vorteilhaften und effizienten Trennprozesse industriell umzusetzen. Bei erfolgreicher Anwendung in den Beispielprozessen wird die Effizienzanalyse auf die von InstrAction entwickelten und zu entwickelnden Prozesse angewandt. Über die Zusammenarbeit mit Vertriebspartnern sieht das Unternehmen die Möglichkeit, sehr viele Industrieunternehmen weltweit zu erreichen und so mittels Effizienzanalyse die Vorteile der neuen chromatographischen Prozesse sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht aufzuzeigen. Rechner gestützt und aufbauend auf eine Spezialsoftware wird im kleinen Maßstab untersucht, wie mittels Effizienzanalyse Trennprozesse für Biomoleküle (API's) und andere pharmazeutische Wirkstoffe verbessert werden können. Nach erfolgreichen Laborversuchen ist geplant, ausgewählte Trennprozesse in den Technikumsmaßstab zu überführen.
Das Projekt "Selektive Tritiumextraktion aus Wasser und Bindung auf einen Träger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. Bisher ist es nicht möglich, das radioaktive Wasserstoffisotop Tritium aus Wasser selektiv zu entfernen. Dadurch entsteht bei tritiumhaltigen Prozesslösungen aus der nuklearen Entsorgung das Problem der Überwachung großer Lösungsvolumina. Weiterhin erfolgt ein spontaner Tritiumübergang in die Atmosphäre durch den Isotopenaustausch zwischen Wassermolekülen in flüssigem und gasförmigen Zustand, was das Großvolumenüberwachungsproblem nur verschärft. Bei Untersuchungen über Tritium in wässriger Lösung wurde eine Tritiumextraktion aus Wasser und Bindung auf Biomolekülen mit einem Trennfaktor von ca. 2 gefunden. Deshalb soll im beantragten Vorhaben eine Grundlagenuntersuchung über das beobachtete Phänomen durchgeführt werden. Dabei sollen Ursachen der Anreicherung ergründet und das darin enthaltene Anwendungspotenzial auf anorganische Tritiumakzeptoren für die nukleare Entsorgung ausgelotet werden. Die Arbeitsplanung entspricht der Aufzählung der Arbeitspakete unter Nr. 3 der Vorhabensbeschreibung (siehe Vorhabensbeschreibung unter Nr. 4 Verwertungsplan).
Das Projekt "Zellfreie Bioproduktion - Etablierung einer Bioproduktionsanlage für die zellfreie Proteinsynthese mit integrierter Energieversorgung - Biomoleküle vom Band" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (FhG), Vorstandsbereich Forschungsplanung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für die industrielle Nutzung der derzeit nur im Labormaßstab möglichen zellfreien Bioproduktion zu schaffen. Dazu wird ein Produktionssystem für die zellfreie Synthese hochwertiger Biomoleküle etabliert. In diesem Rahmen werden (i) die Bausteine eines kompartimentierten Reaktorsystems für die kontinuierlich steuerbare und somit ressourcenschonende zellfreie Synthese von Biomolekülen bereitgestellt, (ii) die wesentlichen Elemente einer Einheit für die kontinuierliche Produktion chemischer Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) erarbeitet, (iii) Prozeßbedingungen ermittelt, die im Hinblick auf Menge und Robustheit industriellen Anforderungen gerecht werden. Die Arbeiten zu diesem Projektvorhaben sind in acht Teilprojekte (TP) untergliedert, denen ein neuntes TP 'Multiprojektkoordination' übergeordnet ist. Die TP 1-3 widmen sich der Etablierung eines Prozesses für die Bereitstellung chemischer Energie in Form von ATP. Die zellfreie Herstellung von Sondenproteinen zur Evaluierung der Eigenschaften der in TP 6 zu erstellenden Reaktorkompartimente erfolgt in TP 4. In TP 5 wird die Sensorik zur Überwachung des Prozesses erarbeitet. In TP 7 wird die notwendige Steuerung aufgebaut. TP 8 beinhaltet innovationsbegleitende Maßnahmen. Durch die Etablierung von Leitungsgruppen an den fachübergreifenden Schnittstellen des stark interdisziplinär ausgerichteten Vorhabens wird eine effiziente und erfolgreiche Bearbeitung gesichert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Unterstützende Arbeit zur Untersuchung energieeffizienter Grundoptionen für Bioapplikationen z.B. von therapeutischen Proteinen mit Schwerpunkt im Downstream Processing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sartorius Stedim Biotech GmbH durchgeführt. Ziel ist es innerhalb des beantragten Projektes, für chemische und biotechnologische Applikationen, die Destillation als Grundoperation durch Mikrosystemtechnik effizienter zu gestalten und in bestehende Produktionsverfahren zu integrieren. Es soll eine methodische Vorgehensweise entwickelt werden, um festlegen zu können, ob und wann es sinnvoll und effizienter ist, die Destillation durch höhere selektive und miniaturisierte Grundoperationen wie Flüssig-Flüssig Extraktion und Chromatographie oder Alternativen wie Pervaporation, Kristallisation/Fällung, die einen drastisch niedrigeren Energieverbrauch haben, zu ersetzen. Das Vorhaben TPTP setzt an diesen Punkten an, um mit Hilfe von mikrostrukturierten Trennoperationen Verbesserungen in der Aufarbeitungseffizienz sowie Skalierbarkeit zu erzielen und somit die Verfahren energieeffizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. In diesem Antrag wird ausführlich ein verzahntes Arbeitsprogramm für verschiedene Mitarbeiter sowohl aus universitärer als auch industrieller Anwendung vorgestellt, die sich synergetisch einer klar umschriebenen Thematik mit unterschiedlichen Herangehensweisen stellen und diese auf einer Zeitskala von 36 Monaten aussagekräftig und nachhaltig bearbeiten werden. Das Programm dieses Projektantrages besteht aus 12 Arbeitspaketen, die sich schrittweise, von wohl definierten Fragestellungen zu komplexen Relationen zur Entwicklung von mikrostrukturierten Bauteilen im Produktionsumfeld vorarbeiten. Diese Arbeitspakete sind in 4 Arbeitsabschnitte unterteilt, die jeweils mit einem Meilenstein enden. Sartorius stellt in diesem Projekt den Know-How Träger in membranbasierten Aufreinigungsverfahren für Biomoleküle dar und bringt dieses Wissen in das Projekt ein.
Das Projekt "IBÖ-03: BioSulfa - Effiziente Sulfatierung von Biomolekülen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Biologie VI, Lehrstuhl für Biotechnologie durchgeführt. Ziel der Sondierungsphase des BioSulfa-Projektes ist es den Machbarkeitsnachweis einer kosteneffizienten enzymatischen Sulfatierung von hochpreisigen Feinchemikalien durch die Identifizierung von neuen Substraten und Entwicklung geeigneter Sulfatdonor-Sulfattransferasesysteme zu erbringen. In (AP1-3) werden drei alternative Strategien zur Identifizierung eines alternativen Sulfatdonors bzw. eines Sulfatdonor-Regenerationssystems verfolgt, um das natürliche eukaryontische PAPS Co-Faktorsystem (84 Mio€/kg) zu ersetzen bzw. den bekannten bakteriellen Co-Faktor, p-Nitrophenylsulfat (pNPS), zu ersetzen oder effizient zu recyceln. In (AP4) werden mit einem in (AP1) bis (AP3) identifizierten alternativen Co-Faktor- bzw. Co-Faktorrecyclingsystem die Substratprofile von mindestens zwei Sulfotransferasen für die im Anhang benannten Substratklassen untersucht. In (AP5) werden für zwei vielversprechende Substrate zur Feinchemikaliensynthese die kinetische Performance mit angereinigten Sulfotransferasen bestimmt, um das Potential für die Herstellung hochpreisiger Feinchemikalien abzuschätzen. In (AP6) werden mit den erzielten Ergebnissen potentielle Firmenpartner angesprochen, um im Erfolgsfalle in einer sich anschließenden Machbarkeitsstudie mindestens zwei marktfähige Produkte zu identifizieren.