Fraunhofer-Institut für
Angewandte Polymerforschung IAP
Fraunhofer-Institut für
Angewandte Polymerforschung IAP

Kunststoffe erhalten biologische Funktionen

© Fraunhofer IAP

Wir verwandeln Pilzmyzel und pflanzliche Reststoffe in neue Materialien

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© Nina Fabert, ZVNDER

Biofunktionalisierte Materialien und (Glyko)Biotechnologie

 

Was sind
biofunktionalisierte
Materialien?

Kunststoffe und Biologie müssen
keine Gegensätze sein!

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Was ist Glyko-biotechnologie?

Zucker sind nicht nur süß, sondern machen Materialien smart!

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Bioprozessentwicklung

Von 1 mL bis 100 L -
wir entwickeln Ihren Bioprozess!

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3D-Drucktechnologien für die Medizintechnik

Wir entwickeln biokompatible und biomimetische Materialien.

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Wer sind wir?

Zwei Welten, ein Team!

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Projekte, Publikationen

30.07.2021 |  Initiativen im Kampf gegen COVID-19 - Interview mit Dr. Rosencrantz

01.06.2021 | Enzyme erfolgreich in Kunststoffe einbinden

20.10.2020 | BEAT-COVID – mit neuartigen Therapien gegen die Pandemie

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Ihre Ansprechpartner

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Was sind biofunktionalisierte Materialien?


Biofunktionalisierte Materialien sind Materialien, die durch Biomoleküle oder ihre physikochemischen Eigenschaften mit
biologischen Einheiten wechselwirken oder aktiv sind.

Warum die Natur nachahmen, wenn man sie nutzen kann?

Aktuelle Forschung

  • Integration von aktiven Biomolekülen in Thermoplaste
  • biofunktionalisierte Oberflächen
  • biokatalytischer Kunststoffabbau
  • Landwirtschaftliche Reststoffe für neue Materialien

Eingesetzte Biomoleküle

  • (antimikrobielle) Peptide
  • Glykane, Oligo- und Polysaccharide
  • (technische) Proteine/Enzyme

Mögliche Anwendungen

  • antimikrobielle Oberflächen
  • Biosensoren
  • biokatalytsich aktive Oberflächen und Kunststoffteile
  • enzymatischer Abbau von Kunststoffen
  • biologisches Anti-Fouling

Märkte und Branchen

 

  • Life Science
  • Innovative Kunststoffe
  • Coatings

Wege der
Zusammenarbeit

 

  • Auftragsforschung
  • Forschungskooperationen
  • Entwicklungsdienstleistungen

Was ist Glykobiotechnologie?


Zucker, sogenannte Glykane, sind die vielfältigste Biomolekül-Klasse. Über das Süßen von Lebensmittel hinaus, sind sie Stützsubstanz in Pflanzen oder Insekten und erfüllen weitreichende biologische Funktionen. Jede unserer Zellen ist von einem dichten Zuckermantel umgeben, der für den Schutz der Zelle verantwortlich ist und die Kommunikation zwischen zwei Zellen ermöglicht. Pathogene nutzen das aus und binden über Zucker an unsere Zellen. Kranke Zellen zeigen veränderte Zuckerstrukturen.

Wir forschen an den Zuckern, die für den Informationsaustausch zwischen Zellen und ihrer Umwelt verantwortlich sind oder wichtige Eigenschaften verleihen. Diese unendlich vielen Funktionen integrieren wir in neue Materialien.

Aktuelle Forschung

  • effiziente Synthesen von
    Glykomonomeren
  • Synthesestrategien für Glykopolymere
  • Gewinnung von Glykanen
  • zuckerbasierte Patho-Blocker
  • Glykanassays und -analytik

Mögliche Anwendungen

  • biokompatible, gleitfähige Oberflächen
  • superhydrophile Oberflächen
  • bioinspirierte Schmierstoffe
  • Targeting
  • Biosensoren
  • Medizinmaterialien

Märkte und Branchen

 

  • Medizintechnik
  • Biomedizin
  • Kosmetik
  • Bioanalytik
  • Innovative Kunststoffe

Wege der
Zusammenarbeit

 
  • Auftragsforschung
  • Forschungskooperationen
  • Entwicklungsdienstleistungen

Wer sind wir?


Wir vereinen unser Know-how in organischer Synthese- und Polymerchemie mit Glykobiologie und Biotechnologie.

Biofunktionalisierte
Materialien | Methoden

 

OBERFLÄCHENFUNKTIONALISIERUNG

  • Plasmaaktivierung
    (Niederdruck und Atmosphärendruck)
  • biofunktionale Polymere auf Oberflächen
  • Immobilisierung von Biomolekülen
  • Beschichtung von (Bio)sensoren

 

ELEKTROSPINNEN VON NANOFASERN

SYNTHESECHEMIE

  • (Bio)Katalysierte Reaktionen
  • Synthese von funktionalen Monomeren und small molecules
  • kontrollierte und frei radikalische Polymerisation zur Herstellung von
    • (Glyko)Polymeren
    • Blockcopolymeren
    • Polymerpartikel
    • Mikro-/Nanogele
    • Core-shell Partikel
    • weitere Morphologien auf Anfrage
  • Zuckerchemie
    • Synthese von Glykomonomeren und -polymeren
    • Selektive Modifikation von Zuckern
  • Mikrowellensynthese-Reaktor
  • Entwicklung von Synthesestrategien

PRODUKTREINIGUNG

  • präparative HPLC
  • Säulenchromatographie
  • Gefriertrocknung
    (auch für organische Lösungsmittel)

ANALYTIK

  • Dünnschichtchromatographie (DC)
  • Spektroskopische Methoden der
    organischen Chemie (NMR, IR, UV/Vis, Fluoreszenz etc.)
  • Reaktionsverfolgung
    (In-situ-FTIR-Spektroskopie)
  • Massenspektrometrie (LC-MS)
  • Analytische (U)HPLC mit Massendetektion (ESI)
  • hochsensitive Proteinquantifizierung
    mittels LC-MS/MS (auch an Oberflächen)
  • Zetapotential und Größenbestimmung
    (Dynamische Lichtstreuung)
  • mechanische und dimensionale Analytik von Haaren und Fasern

(Glyko)Biotechnologie | Methoden

 

HERSTELLUNG & MODIFIKATION VON BIOMOLEKÜLEN

  • Proteinmodifikation und -engineering
  • Proteinreinigung und proteinchemische Analytik
  • chemo-enzymatische Glykan-Modifikation
  • Struktur-Funktionsanalyse von Polymeren
  • Herstellung rekombinanter Proteine
  • Fermentation (Kleinstmaßstab bis 100 L)
  • Downstream processing (Tellerseparation, Homogenisation, Filtration,
    Chromatographie, Gefriertrocknung)

BIOASSAY-ENTWICKLUNG

  • Festphasen-Assays (ELISA, ELLA)
  • Aktivitätstests/Kinetik
  • Glykosylierungsnachweis/
    Zuckeranalytik
  • Isothermale Titrations-Kalorimetrie (ITC)
  • Oberflächenplasmonenresonanz-
    Spektroskopie (SPR)

MOLEKULAR- / MIKROBIOLOGIE

  • Biofilm-Untersuchungen
  • Test auf antimikrobielle Wirksamkeit
  • Identifikation von Mikroorganismen (PCR)
  • Wachstumskinetik
  • Homologe Rekombination
  • Metabolic Engineering und Stammentwicklung

Projekte und Publikationen


Hier finden Sie aktuelle Pressemitteilungen, ausgewählte Forschungsprojekte und Publikationen.  

 

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Biomaterialien
aus Pilzmyzel

Pilzmaterialien als Alternative zu Leder

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EFRE-Projekt | Infrastruktur für BioPol

Entwicklung von biofunktionalisierten Kunststoffen für verschiedenste Anwendungen

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Initiativen im Kampf gegen COVID-19

Interview des Potsdam Science Park mit Dr. Ruben R. Rosencrantz |  30.07.2021

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© Fraunhofer IAP

Enzyme erfolgreich in Kunststoffe einbinden

Pressemitteilung | 01.06.2021

 

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Integrierte
Zuckermoleküle schonen Zellkulturen

Pressemitteilung | 17.05.2019

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Kontaktlinsen mit
Medizin und Zucker

Pressemitteilung | 17.04.2019

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Kunststoffe mit
biologischen Eigenschaften

Pressemitteilung | 09.07.2018

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Innovatives
Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Pressemitteilung | 20.01.2017

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Schlachtabfälle als Rohstoff – neue Materialien aus Keratinen

Pressemitteilung | 22.07.2016

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EFRE-Projekt |
Printed Organic
Functionalities PRIOR

Neue Produktionstechnologien für medizinische Anwendungen mit Hilfe der gedruckten organischen Elektronik

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Ansprechpartner

Ruben R. Rosencrantz

Contact Press / Media

Prof. Dr. Ruben R. Rosencrantz

Abteilungsleiter | Biofunktionalisierte Materialien und (Glyko)Biotechnologie

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-3203

Maren Wandrey

Contact Press / Media

Dr. Maren Wandrey

Ansprechpartnerin | Bioprozessentwicklung

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam-Golm

Telefon +49 331 568-1330

Wolfdietrich Meyer

Contact Press / Media

Dr. Wolfdietrich Meyer

Ansprechpartner | 3D-Druck

Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Geiselbergstr. 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1442