[發明專利]改進的電化學生物反應器模塊及其用途

有效

• 申請號: 201580072037.8
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN107250436B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: W·B·阿米格;D·R·道茨
• 申請（專利權）人: 百奧堪引賽股份有限公司
• 主分類號: C25B9/19
• 分類號: C25B9/19;C25B3/25
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡燁;胡嘉倩

1.一種通過需要還原當量的反應來生產產物的裝置，其包括：

a.包含在陽極室中的陽極和包含在陰極室中的陰極；

b.陽極室中的去離子水，其與陽極接觸；

c.分隔陽極室和陰極室的質子滲透膜；

d.陰極室中的液相，其與陰極連續接觸，所述液相任選地包含能夠將還原當量傳遞到氧化還原酶系統的電子傳遞介質ETM，所述氧化還原酶系統包含氧化還原酶和輔因子；

e.工藝料流，所述工藝料流含有待通過所述氧化還原酶系統催化轉化為所需產物的底物，其中，所述工藝料流是有機相；

f.位于陰極和工藝料流之間的不對稱膜，所述不對稱膜能防止任選的ETM和氧化還原酶系統進入所述工藝料流；其中，不對稱膜具有延伸穿過其中的一個或多個孔，所述孔在不對稱膜的面向陰極的第一表面上具有第一開口，并在不對稱膜面向工藝料流的第二表面上具有第二開口，第二開口在尺寸上大于第一開口，其中，所述氧化還原酶系統的至少一部分包含在所述孔內；其中第一開口足夠小以防止分子量大于1KDa的分子的穿過且第二開口足夠大以允許包含在所述孔內的氧化還原酶的至少一部分接觸工藝料流中的底物；以及

g.外部電源，所述外部電源在陽極和陰極之間提供電壓。

2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述不對稱膜允許液相和工藝料流之間的界面接觸，同時防止液相和工藝料流的混合，并防止工藝料流接觸陰極。

3.如權利要求1所述的裝置，其中，第二開口足夠大以允許包含在所述孔內的氧化還原酶的至少一部分接觸工藝料流中的底物。

4.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述輔因子位于所述不對稱膜中或所述液相中。

5.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述工藝料流是所述氧化還原酶系統在其中不溶的本體有機相。

6.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述工藝料流是與所述液相不混溶的本體有機相。

7.權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述液相再循環進和出所述陰極室。

8.權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述ETM選自中性紅、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+、黃素單核苷酸FMN、黃素腺嘌呤二核苷酸FAD、鐵氧還蛋白、醌和腐殖酸中的一種或多種，其各自任選經化學修飾，所述化學修飾以保持其氧化還原性質和與氧化還原酶的功能性相互作用、同時允許所述不對稱膜防止ETM進入工藝料流的方式進行。

9.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述ETM是甲酸鹽或碳酸氫鹽。

10.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述氧化還原酶系統包括P450酶、P450還原酶、以及任選的鐵氧還蛋白。

11.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述氧化還原酶系統包括酮還原酶或醇脫氫酶。

12.如權利要求1～3中任一項所述的裝置，其中，所述氧化還原酶系統進行脫氮。

13.一種從底物生產所需產物的方法，其包括；

a.提供采用包含所述底物的工藝料流的如權利要求1～12中任一項所述的裝置；

b.在陽極和陰極之間施加來自外部電源的合適電壓；并

c.任選地，收集產生的氫氣。

14.如權利要求13所述的方法，其中，所述工藝料流是所述氧化還原酶系統在其中不溶的本體有機相。