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This project has received funding by a Marie Curie International Outgoing Fellowship from the European Union’s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no 623744.

MinePep - Etablierung einer neuen Technologieplattform für biobasierte Mineralverarbeitung

Entwicklung von Peptiden als Mittel zur Separation von Seltenen Erdmineralen durch Bioflotation

Prinzip des Phage Display zur Identifizierung von anorganischen Bindepeptiden. A) Die Peptidbibliothek (2.7x109 verschiendene Peptidsequenzen). B) Bindung von Phagen-expremierter Peptidbibliothek an anorganische Partikel. C) Nicht-bindende und schwach interagierende Phagen werden entfernt. D) Stark gebundene Phagen werden eluiert mittels chemischer oder mechanischer Elution.
Prinzip des Phage-Surface-Display zur Identifizierung von anorganischen Bindepeptiden. A) Die Peptidbibliothek (2.7x109 verschiendene Peptidsequenzen). B) Bindung von Phagen-expremierter Peptidbibliothek an anorganische Partikel. C) Nicht-bindende und schwach interagierende Phagen werden entfernt. D) Stark gebundene Phagen werden eluiert mittels chemischer oder mechanischer Elution. Foto: Franziska Lederer

Gerade für das Recycling von Hochtechnologie-Metallen sind Verfahren bisher kaum verfügbar oder sehr ineffizient. Deshalb sind innovative Forschungsideen gefragt. Biobasierte Methoden, wie zum Beispiel die Bioflotation, sind solche neuartigen Ansätze, die zu einem effizienten Recycling beitragen könnten. Das MinePep-Projekt beabsichtigt deshalb die Entwicklung eines innovativen, sauberen Verfahrens für die Rückgewinnung von Wertmetallen aus primären und sekundären Rohstoffen. Dabei werden spezielle Peptide entwickelt und angewendet, die als Reagenzien in Flotationsprozessen eingesetzt werden sollen. Im Mittelpunkt steht dabei vor allem die Rückgewinnung von Seltenen Erdelementen (REE) aus Elektroschrotten.

Heransgehensweise

Im MinePep-Projekt wird zur Peptidselektion das sogenannte Phage-Surface-Display genutzt. Hierbei werden aus einer Bibliothek von Bakteriophagen-Partikeln mit speziellen Peptiden an der Oberfläche solche Phagen selektiert, die spezifisch an bestimmte Oberflächen binden. Die Phagen-Partikel, die die höchste Zielobjektspezifität aufweisen, werden genauer untersucht, modifiziert, vermehrt und später im Flotationsverfahren getestet.

Als Schwerpunkt werden Phagenpeptide mit hoher Affinität für die Verbindungen LaPO4 und Y2O3 selektiert und untersucht. Diese Stoffe sind Hauptkomponenten des Lampenpulvers in Energiesparlampen. Die entwickelten Peptiden könnten zur Rückgewinnung dieser Seltenen Erd-Verbindungen angewendet werden. So sollen Bioflotationsprozesse entwickelt werden, die eine Auftrennung der Partikel ermöglichen.

Gastgeber im ersten Jahr sind zwei Institute an der Universität von British Columbia, die einen interdisziplinären Ansatz entwickelt haben, bei dem sie klassische Mineralverarbeitungstechniken mit moderner Molekularbiologie kombiniert haben. Gastgeber im zweiten Jahr ist das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.


Kontakt: Marie-Curie-Stipendiatin Dr. Franziska Lederer