După ce a studiat ani întregi proprietăţile şi posibilele aplicaţii ale unei enzime, cercetătorul Leonard Stoica a ajuns să producă mici cantităţi de curent electric din lactoză, o metodă al cărei principiu şi-ar putea găsi potenţial aplicativ în industria laptelui şi în medicină.
Acum doi ani, lui Leonard Stoica, specialist în chimie analitică şi biosenzori, la Ruhr University Bochum din Germania, i-au sclipit în ochi, pe coperta unei prestigioase reviste de ştiinţă, câteva portocale conectate în serie, ce generau suficient curent electric cât să poată aprinde un LED.
Până să ajungă într-o poziţie de postdoctorand la instituţia germană, cercetătorul român a terminat Facultatea de Chimie din Bucureşti, în 1997, şi, anul următor, în timpul masterului, a ajuns timp de patru luni în Suedia, la Universitatea din Lund, pe specializarea biosenzori pentru monitorizarea mediului.
Întors apoi în ţară ca angajat la Institutul de Microtehnologie, Leonard Stoica a fost invitat din nou la universitatea suedeză, la doctorat.
Pe tot parcursul doctoratului său, în perioada 2000-2005, a întors pe toate părţile proprietăţile aceleiaşi enzime, produsă de microorganisme diferite şi obţinută din colaborarea cu colegi din Austria.
Curent electric din lactoză
Enzima este un compus organic de natură proteică, prezent în celulele vii, ce catalizează procesele de sinteză şi de degradare din organismele animalelor, plantelor şi microorganismelor, cu un consum minim de energie.
Dintre cele peste 1.000 de enzime din clasa oxidoreductazelor (implicate în procese de schimb de electroni), până astăzi nu s-au descoperit decât aproximativ 60 capabile să schimbe electroni în mod direct cu un electrod.
Cea studiată de cercetătorul român – celobioz dehidrogenază-, dacă este ataşată unui electrod, poate să schimbe cu acesta electroni prin transfer direct. Ceea ce a dus la conceperea unui biosenzor (detector ce se bazează pe molecule selective din componenţa plantelor şi animalelor) pentru lactoză (substanţă dulce, extrasă din lapte şi folosită în industria farmaceutică).
Impulsionată apoi de portocalele care au aprins un LED, echipa de cercetare din care a făcut parte Leonard Stoica s-a gândit să aplice acelaşi principiu şi muncii lor, ajungând să creeze o pilă de combustie enzimatică.
“A reieşit ideea că s-ar putea genera curent electric dintr-o soluţie de lactoză sau dintr-un pahar cu lapte. Acest principiu de funcţionare a fost recent demonstrat într-un studiu apărut în revista «Fuel Cells»“, explică el pentru cotidianul.ro.
Potenţial în industria laptelui
Leonard Stoica preţuieşte această metodă pentru importanţa ei experimentală, subliniind însă că nu poate fi considerată o sursă de energie alternativă exploatată la scară largă.
Experimentul lui însă ar putea duce la producerea laptelui fără lactoză. “De exemplu, dacă considerăm că procesarea industrială a laptelui pentru producerea laptelui fără lactoză, destinat celor intoleranţi la lactoză, ar decurge fără consum de energie sau cu un consum minim, atunci implementarea acestei biotehnologii şi-ar găsi o aplicaţie rentabilă economic.”
Totodată, printr-un exerciţiu de imaginaţie, pereţii unei căni pot lua locul celor doi electrozi, conducând astfel la eliminarea lactozei din lapte chiar pe masa consumatorului. “În România, din câte am văzut în statistici, în jur de 50% dintre consumatori sunt intoleranţi la lactoză. În Asia şi în Africa se ajunge până la 95% din populaţie.”
Posibile aplicaţii medicale
“Un proiect european în care sunt implicat este cadrul ideal pentru dezvoltarea, optimizarea şi posibila implementare a unei astfel de pile de combustie pe bază enzimatică. În colaborare cu alţi zece parteneri din Europa încercăm să ajungem la utilizarea unei astfel de minibaterii pentru aplicaţii medicale. De exemplu, dacă am ajunge ca o astfel de pilă de combustie să poată să fie implantată unui pacient, ar putea să controleze, de exemplu, o micropompă de insulină.”
“Un bolnav de diabet, în loc să-şi măsoare nivelul de glucoză din timp în timp şi să-şi facă injecţii cu insulină, ar putea beneficia de o continuă monitorizare a nivelului de glucoză, care să fie balansat în timp real de o micropompă de insulină”, mai spune cercetătorul român.
DanLupu's Weblog 
Leave a Reply