BIOINDUSTRY · PERCORSI

Sostituire una via chimica con una biocatalitica

Un reagente che costa o che nessuno vuole più maneggiare, una sequenza di protezione e deprotezione, una separazione che esiste solo perché l’ha creata la chimica. Quando un enzima o una cellula fanno lo stesso lavoro in condizioni più blande, il conto può cambiare. La prima cosa da fare è verificarlo, non annunciarlo.

Parliamo del tuo step
QUANDO HA SENSO

Tre motivi per cui si sostituisce uno step

Non si sostituisce uno step chimico perché è chimico. Lo si sostituisce quando uno di questi tre problemi costa abbastanza da giustificare lo sviluppo.

Il reagente è il problema

Costo, disponibilità, sicurezza o autorizzazioni. Se lo step biocatalitico lo elimina, il risparmio non è solo sul reagente: è su tutto ciò che gli sta intorno, dallo stoccaggio allo smaltimento.

La selettività è il problema

La via chimica dà una miscela e il costo vero è separarla. Un enzima regio- o stereoselettivo toglie il problema a monte invece di risolverlo a valle.

L’impatto è il problema

Solventi, temperature, rifiuti. Condizioni più blande cambiano il profilo ambientale del processo e, quasi sempre, anche il suo consumo energetico.

Come ci arriviamo

Il percorso attraversa più aree di sviluppo. Non sempre servono tutte: dove ti fermi dipende da dove il processo smette di avere problemi.

1

Fattibilità biocatalitica

Esiste un biocatalizzatore per questa trasformazione, e funziona sul tuo substrato invece che su quello da manuale? Screening di enzimi e sistemi a cellula intera, prime conversioni, un go o un no-go detto presto.

→ Sviluppo di processi di bioconversione
2

Il catalizzatore, se quello commerciale non basta

Produrre l’enzima che serve, o migliorarlo dove è lui il limite: resa, selettività, inibizioni, finestra operativa.

→ Espressione eterologa e mutagenesi
3

Riuso e lavoro in continuo

Recuperare il biocatalizzatore e rimetterlo in ciclo è quasi sempre ciò che rende sostenibile il costo per chilogrammo di prodotto.

→ Immobilizzazione di enzimi
4

Il downstream che cambia

La reazione nuova produce un flusso diverso: la separazione va rifatta, e spesso diventa più semplice di quella che sostituisce.

→ Sviluppo processi di purificazione
5

Integrazione e scale-up

Bilancio di materia sul processo intero, robustezza, costo di produzione e il pacchetto per farlo girare in impianto.

→ Integrazione, scale-up e trasferimento

Che cosa misuriamo per decidere

La sostituzione si decide sui numeri, confrontati con la via che usi oggi e non con un caso ideale.

  • Conversione e selettività — sul tuo substrato reale, con le sue impurezze
  • Resa spazio-tempo — prodotto per litro e per ora, che è ciò per cui si dimensiona un reattore
  • Produttività del biocatalizzatore — chilogrammi di prodotto per chilogrammo di enzima o di biomassa
  • Costo per chilogrammo — contro la via attuale, calcolato e non affermato
  • Semplificazione a valle — quanti step spariscono, che è spesso il risparmio più grande
  • Profilo delle impurezze — perché è quello che decide il downstream
  • Robustezza — quanto la qualità del substrato può variare senza far saltare la reazione
  • Scala raggiungibile — fino a dove arriva il processo e con quali vincoli di impianto

Che cosa serve per iniziare

Che cosa ci porti

  • La reazione attuale, con rese e condizioni
  • Il substrato reale, non lo standard purificato
  • La specifica del prodotto e il profilo di impurezze ammesso
  • I volumi e la scala a cui devi arrivare

Che cosa porti a casa

  • Una raccomandazione go / no-go argomentata
  • Se è go, il processo sviluppato con condizioni e intervalli
  • Il dossier con dati, condizioni provate e risultati
  • Il confronto economico con la via che sostituisci

Partiamo dallo step che ti costa di più

Raccontaci quale passaggio della tua sintesi vorresti togliere di mezzo e perché. Ti diremo se esiste una strada biocatalitica e come sarebbe la prima fase.

Parliamo del tuo step

Raccontateci il vostro progetto

Scriveteci qui: vi risponde il team della divisione.