Jonisk vätska högintressant för att utvinna molekyler ur trä
Tack vare sina unika egenskaper är joniska vätskor i ropet som lösningsmedel i ”gröna”, hållbara kemiska processer. Två forskarlag vid Umeå universitet har upptäckt att enzymer kan utföra sitt katalytiska arbete i en reversibel jonisk vätska. Upptäckten banar väg för enzymatisk förädling av cellulosa till värdefulla molekyler och industriella produkter.
Joniska vätskor är salter som är flytande vid rumstemperatur – jämfört med vanligt koksalt som smälter vid 800 grader Celsius. Denna egenskap gör att joniska vätskor har unika egenskaper som gör dem till viktiga lösningsmedel för ”grön” och hållbar kemi.
I en tidigare studie har kemiprofessor Jyri-Pekka Mikkolas forskargrupp upptäckt att hemicellulosa, cellulosa och lignin kan separeras och lösas upp selektivt med en ny typ av så kallad reversibel jonisk vätska. Nu har ett team bestående av Magnus Wolf-Watz och Jyri-Pekka Mikkolas forskarlag upptäckt att enzymer kan arbeta i just denna joniska vätska. Detta är i långt ifrån någon självklarhet eftersom enzymer har evolverat till att arbeta i vattenlösningar.
– Vår upptäckt är ett vetenskapligt genombrott! Manegen är nu krattad för att spjälka värdefulla små molekyler direkt från trä. Det finns många applikationer bland annat framställning av etanol som drivmedel men också mycket annat, säger Magnus Wolf-Watz, universitetslektor vid kemiska institutionen.
Den huvudsakliga experimentella tekniken som använts är NMR, kärnmagnetisk resonans-spektroskopi. En viktig komponent i arbetet har varit utveckling av en helt ny metod för att bestämma enzymatisk aktivitet. Metoden bygger på en realtidsmätning av den kemiska reaktionenmed31P NMR-spektroskopi. NMR-infrastrukturen vid Umeå universitet håller internationell toppklass och finansieras av Kempe- och Wallenbergstiftelserna.
– Denna utveckling kommer att få stor betydelse för mätning av enzymatisk katalys i komplexa lösningsmedel och blandningar, och metoden används redan i nya projekt, säger Jyri-Pekka Mikkola, professor vid kemiska institutionen.
Forskarteamet representeras av forskare från både biokemi och teknisk kemi. Jyri-Pekka Mikkolas forskargrupp är en del av Bio4Energys forskningsmiljö. Jyri-PekkaMikkolasforskargrupp tillhör även nätverket Wallenberg Wood Science Center. Huvudförfattare till arbetet är forskningsingenjör Per Rogne. Kempestiftelserna har finansierat Per Rognes arbete i två års tid.
Bio4Energy är en forskningsmiljö inom bioenergi- och bioraffinaderi. Miljön inbegriper Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå och Luleå tekniska universitet, forskningsinstitut och ett omfattande industrinätverk. NMR for Life är ett samarbete mellan Umeå universitet och Göteborgs universitet
Artikel i ChemSusChem
Realtime 31P NMR Investigation on the Catalytic Behavior of the Enzyme Adenylate kinase in the Matrix of a Switchable Ionic Liquid
Kontaktinformation
Magnus Wolf-Watz, kemiska institutionen Telefon: 076-82 62 053 E-post: magnus.wolf-watz@umu.se Jyri-Pekka Mikkola, kemiska institutionen Telefon: 070-620 03 71 E-post: jyri-pekka.mikkola@umu.se
