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Neue Mikroreaktoren für enzymatische Kaskadenreaktionen – Doktorarbeit ausgezeichnet
Der Doktorandenpreis des Vereins zur Förderung des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) wird in diesem Jahr an Frau Dr. Franziska Obst verliehen. Gewürdigt wird ihre Dissertation „Enzyme immobilization in compartmentalized microfluidic devices for serial and parallel multi-enzymatic cascade reactions“. Die Arbeit wurde von Frau Prof. Brigitte Voit am IPF betreut, war einge- bunden in das Graduiertenkolleg 1865 „Hydrogelbasierte Mikrosysteme“ und wurde 2020 an der Technischen Universität Dresden verteidigt.
Franziska Obst entwickelte Mikroreaktoren mit mehreren Reaktions- kammern für die chemische und biotechnologische Synthese. In diesen Reaktoren können kaskadenartig ablaufende Synthesen z.B. von einfachen Zuckermolekülen oder auch komplexen Wirkstoffen unter kontinuierlichem Durchfluss realisiert werden. Die Katalysatoren der Reaktionen, in diesem Fall Enzyme, werden dabei in winzigen Hydrogeltröpfchen immobilisiert und stehen dadurch für mehrere Synthesezyklen zur Verfügung.
An der Schnittstelle von Polymerchemie, Biochemie, Reaktions- und Verfahrenstechnik sowie Mikrofluidik hat Franziska Obst eine außergewöhnliche disziplinenübergreifende Forschungsleistung erbracht. Neben der Enzymcharakterisierung und synthetisch-präparativer Herstellung übernahm die Chemikerin auch Konstruktion und Testung der Multikompartiment-Mikroreaktorsysteme. Beim Design und der Modellierung der Mikroreaktorsysteme arbeitete sie erfolgreich mit anderen Doktoranden des Graduiertenkollegs zusammen. Anhand von Modell-Enzymkaskadenreaktionen validierte und optimierte Franziska Obst die Enzymaktivität und Langzeitstabilität. Später zeigte sie anhand der enzymatischen Dreischritt-Synthese des pharmazeutisch relevanten Moleküls Sialinsäure (CMP-Neu5Ac), dass mit den entwickelten Mikroreaktoren auch Synthesen durchgeführt werden können, bei denen sich die einzelnen Reaktionsschritte sonst gegenseitig behindern. Sialinsäuren sind an die Oberfläche von Säugetierzellen gebunden und spielen beispielsweise in der Zellerkennung, Zellkommunikation und Zelladhäsion eine wichtige Rolle.
Seit Abschluss ihres Promotionsverfahrens ist Frau Dr. Obst als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik der TU Dresden tätig.
Die Preisübergabe findet im Rahmen der Sitzung des Fördervereins des IPF am 5. November 2021 coronabedingt im kleinen Rahmen statt.
Direkter fachlicher Kontakt:
Prof. Dr. Brigitte Voit, voit@ipfdd.de, 0351 4658-590
Dr. Franziska Obst, franziska.obst@tu-dresden.de
F. Obst, M. Mertz, P. J. Mehner, A. Beck, K. Castiglione, A. Richter, B. Voit, D. Appelhans (2021): Enzymatic synthesis of sialic acids in microfluidics to overcome cross-inhibitions and substrate supply limitations. ACS Appl. Mater. Interfaces,
https://doi.org/10.1021/acsami.1c12307
05.11.2021