Fänger, Christian:

Schaltbare Polymere Hydrogele für die reversible Immobilisierung von Enzymen

Duisburg-Essen (2005), 236 S.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie » Technische Chemie
Dissertation
Abstract:
Es werden ca. 4-5 % der Chemikalien und Medikamente mit Hilfe von Enzymen produziert. Durch Immobilisierung dieser Enzyme ist es sehr einfach, sie nach der Reaktion von den Produkten wieder abzutrennen. Diese Enzyme können danach sofort wieder im nächsten Ansatz verwendet werden. Eine Möglichkeit der Immobilisierung von Enzymen ist deren Einbettung in hydrophile Gele. Bisher geschah die Einbettung von Enzymen in hydrophile Polymergele jedoch immer durch Anwesenheit der Enzyme während des Polymerisationsprozesses, was zu einer irreversiblen Verknüpfung von Gel und Enzymen führte. Da Enzyme immer nur für einen gewissen Zeitraum eine Aktivität aufweisen, ist der Nachteil bei dieser Form der Immobilisierung, dass nach Deaktivierung der Enzyme die hydrophilen Gele entsprechend mitentsorgt werden mussten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Hydrogele auf Poly-N-Isopropylacrylamid-Basis (PNIPA) entwickelt, in welchen Enzyme reversibel immobilisiert werden können. Diese spezielle Gruppe von Gelen gehört zu den so genannten „intelligenten“ Gelen. Diese sind in der Lage bei geringer Erhöhung der Umgebungstemperatur ihre eingelagerte Flüssigkeit fast vollständig an die Umgebung zu entlassen. Zurück bleibt das entquollene Polymer. Diese Gele konnten durch Aufquellen in Enzymlösung beladen und anschließend, durch Temperaturerhöhung und damit verbundenem Entquellen, wieder entladen werden. Hierbei wurden die Einflüsse der verschiedenen Syntheseparameter auf die Eigenschaften der PNIPA-Gele hin untersucht. Durch das Einstellen der Maschenweiten in den Gelen ist es außerdem möglich, Gele nur mit bestimmten Molekülgrößen zu beladen. Dies konnte anhand einiger fluorescenzmarkierter Testsubstanzen nachgewiesen werden.