Optimierung des direkten Elektronentransfers für die Entwicklung leistungsfähiger Biosensoren und Biokraftstoffzellen
Abstract
Die Herstellung von kleinsten, implantierbaren Biosensoren steht und fällt mit der Verfügbarkeit einer extrem kleinen (> 1 mm3) Stromversorgung. Eine langzeitstabile und effizient arbeitende Biokraftstoffzelle die mit den Substraten Glukose und Sauerstoff arbeitet würde eine anbindungslose Übertragung von implantierbaren Sensoren in Medizin und Forschung ermöglichen. Die Übertragung von Elektronen auf das Substrat (Kathodenreaktion) oder auf die Elektrode (Anodenreaktion) erfolgt im einfachsten Fall durch direkten Elektronentransfer, bei dem keine Redoxmediatoren zur Elektronenübertragung benötigt werden. Um die Prinzipien eines effizienten Elektronentransfers vom Biokatalysator zur Elektrode zu erforschen, wird der Elektronentransfermechanismus solcher Elektroden anhand zweier Modellenzyme untersucht. Durch gerichtete Mutagenses sollen Cellobiosedehydrogenase und Laccase untersucht und bezüglich folgender Punkte optimiert werden: (i) Erhöhung der katalytischen Aktivität unter physiologischen Bedingungen, (ii) Steigerung des direkten Elektronentransfers durch Optimierung der Übertragungswege, (iii) Erhöhung der Packungsdichte und räumlichen Orientierung der Katalysatoren.
Elektronentransfer Cellobiosedehydrogenase Laccase Biokraftstoffzelle Biosensor
Publikationen
Membrane-Less Biofuel Cell Based on Cellobiose Dehydrogenase (Anode)/Laccase (Cathode) Wired via Specific Os-Redox Polymers
Autoren: Stoica, L., Dimcheva, N., Ackermann, Y., Karnicka, K., Guschin, D. A., Kulesza, P. J., Rogalski, J., Haltrich, D., Ludwig, R., Gorton, L., Schuhmann, W. Jahr: 2009
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Cellobiose dehydrogenase from the ligninolytic basidiomycete Ceriporiopsis subvermispora.
Autoren: Harreither, W; Sygmund, C; Dünhofen, E; Vicuña, R; Haltrich, D; Ludwig, R; Jahr: 2009
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Mitarbeiter*innen
Roland Ludwig
Assoc. Prof. Dipl.-Ing. Dr. Roland Ludwig
roland.ludwig@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-75216
Projektleiter*in
01.07.2009 - 30.06.2011
BOKU Partner
Externe Partner
Royal Institute of Technology, Department of Biochemistry and Biotechnology
keiner
Partner
University Lund
keiner
Partner