Peptidbasierte Rückgewinnung von Gallium aus Abwässern der Halbleiterindustrie


Peptidbasierte Rückgewinnung von Gallium aus Abwässern der Halbleiterindustrie

Schönberger, N.; Braun, R.; Matys, S.; Flemming, K.; Lehmann, F.; Lederer, F.; Pollmann, K.

Gallium (Ga) ist wichtiger Bestandteil vieler Halbleiterprodukte und wird in LEDs und Photovoltaikelementen verwendet. Trotz eines stetig wachsenden Bedarfs und endlicher Ressourcen, fehlen Strategien für seine Rückgewinnung aus sekundären Rohstoffquellen. Abfälle aus der Halbleiterindustrie könnten eine ergiebige Quelle für die Gewinnung von hochreinem Ga sein. Der gezielte Einsatz von spezifischen Peptiden ermöglicht die selektive Abtrennung von Metallionen für die Gewinnung von Reinststoffen. Durch das sogenannte „Phagen Display“ können derartige Peptide selektiert werden. Hier wurde die Technik zur Identifizierung Ga-bindender Peptide angewendet.
Es konnten 5 hoch affine Peptide identifiziert werden, die in Einzelklonexperimenten charakterisiert wurden. Hierfür wurde die Fähigkeit der Klone, freie Galliumionen in wässriger Lösung zu sorbieren, untersucht. Alle 5 Klone zeigten im Vergleich zu einem Kontrollphagen eine verbesserte Biosorption von Ga. Bei 2 der 5 Klone wurde eine deutlich höhere Affinität für Ga gegenüber As festgestellt. In weiterführenden Experimenten wurden die metallbindenden Eigenschaften beider Peptide charakterisiert. Durch ein zusätzliches Cystein am C-Terminus lassen sich diese Peptide auf verschiedenen Oberflächen immobilisieren. Auf diese Weise können Materialien zur selektiven Gewinnung von Gallium aus industriellen Abwässern generiert werden.

Keywords: Gallium; Peptide; Phage Display; Biosorption

  • Contribution to proceedings
    ProcessNet-Jahrestagung und 33. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2018, 10.-12.09.2018, Aachen, Deutschland
    Chemie Ingenieur Technik; Volume 90, Issue 9; Special Issue: ProcessNet‐Jahrestagung und 33. DECHEMA‐Jahrestagung der Biotechnologen 2018, Weinheim, Deutschland: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 0009-286X, 1287-1288
    DOI: 10.1002/cite.201855340

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-27876
Publ.-Id: 27876