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Weniger Ausschuss, geringere Kosten: Optimierung der enzymatischen Katalyse mit In Situ-Reaktionsanalyse

Neues White Paper "Nächste Schritte bei der enzymatischen Katalyse" von METTLER TOLEDO zeigt Beispiele, bei denen die In Situ-Überwachung von enzymkatalysierten Reaktionen mithilfe von ReactIRTM (FTIR-Reaktionsanalyse) zu weniger Ausschuss, geringeren Kosten und höherer Sicherheit führte.
(PM) Greifensee, Zurich, 05.12.2012 - METTLER TOLEDO gibt die Veröffentlichung des neuen White Papers "Nächste Schritte bei der enzymatischen Katalyse" in seiner Reihe "Jüngste Fortschritte in der organischen Chemie" bekannt. Das White Paper beschreibt drei Beispiele für die enzymatische Katalyse in militärischen, Pharma- und akademischen Laboren, bei denen ReactIRTM zur Überwachung des Reaktionsverlaufs eingesetzt wurde. Die robuste In Situ-Überwachung in Echtzeit mit ReactIR ermöglichte es den Forschern, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, während gleichzeitig die Reaktionskosten gesenkt und die Sicherheit gesteigert werden konnten–für eine saubere, umweltverträgliche Chemie.

Mithilfe der Mid-IR-Spektroskopie erzeugt ReactIR ein molekulares Video vom Fortschritt einer Reaktionen über eine robuste Sonde, die direkt in das Reaktionsgefäss eingebracht wird. Der Wegfall von Offline-Proben sorgt für zuverlässigere Daten und weniger Interaktionen mit flüchtigen oder toxischen Reaktionskomponenten. Die Konzentrationsänderungen der Zwischenstufen geben Aufschluss über Mechanismus und Verlauf sowie die kinetischen Parameter der Reaktion, was zur Überprüfung der Effektivität von Enzymen als Katalysatoren unerlässlich ist. Die Verfasser des White Papers legen detailliert den jeweiligen Kontext dar, in dem ReactIR Antworten auf diese und weitere grundlegende Fragen lieferte.

Im ersten Beispiel Anwendung einer chemoselektiven Pankreatinpulver-katalysierten Entacetylierungsreaktion verwendeten die Forscher von Lek Pharmaceutical die ReactIR-Technologie, um die Reaktionsbedingungen und Katalysatorladung zu untersuchen und zu optimieren. Ihre Versuche wiesen nach, dass eine enzymatische Katalyse bei milden Bedingungen eine höhere Reaktionsausbeute liefern und wirtschaftlich vorteilhaft sein könnte.

Für das zweite Beispiel, Überwachung von Bayer-Villiger-Biotransformationen von Ketonen zu Laktonen wurde ReactIR verwendet, um den Reaktionsverlauf und die Kinetik im Hinblick auf einen Machbarkeitsnachweis zu überwachen. ReactIR erwies sich als erfolgreiches Werkzeug für die schnelle Quantifizierung von empfindlichen, enzymkatalysierten Bayer-Villiger-Biotransformationen mithilfe des einfachsten Kalibrierungsmodus. Das komplexe Nährmedium im Ganzzellenkatalyseprozess führte zu keiner Beeinträchtigung der Ergebnisse.

Im dritten und abschliessenden Beispiel Enzymatische Hydrolyse von Organophosphaten und Organophosphonaten ermöglichte der Inline-Ansatz von ReactIR die quantitative Überwachung des Reaktionsverlaufs. Die Forscher konnten Chemikalien in kleinen Mengen verwenden, Querkontamination vermeiden und das Risiko des Kontakts mit toxischen Substanzen deutlich reduzieren – sämtlich messbare Verbesserungen gegenüber zuvor erprobten Methoden wie die titrimetrische pH-stat-Messung.

Bei allen Beispielen erwies sich ReactIR als nicht invasiv und nicht zerstörerisch für die chemischen Reaktionskomponenten. Dies ermöglichte den Forschern, die einzelnen Biotransformationen einfacher zu beschreiben und den Ertrag deutlich zu verbessern.

Das vollständige White Paper von METTLER TOLEDO steht auf der Website unter www.mt.com/enzymatic-wp?crel=ePR_PP_DE zum Download zur Verfügung.
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