Arnold-Eucken-Preis 2018 für Christoph Held

Die VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (VDI-GVC) hat den diesjährigen Arnold-Eucken-Preis vergeben. Die mit 5.000 € dotierte Auszeichnung erhielt PD Dr. Christoph Held für seine herausragenden Leistungen zur Bioreaktionstechnik und Biothermodynamik. Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe „„Bioreactions and Biothermodynamics“ von Dr. Held betrachtet dabei die Thermodynamik reaktiver biochemischer Systeme. Dies erfordert eine enge Verzahnung klassischer thermodynamischer Ingenieursmethoden mit naturwissenschaftlichen (biochemischen) Fragestellungen. Erste Forschungsergebnisse der AG Held zeigten, dass Literaturdaten, die bislang für Anwendungen in biochemischen Methoden genutzt werden, besonders unsicher sind. Dies hat gravierende Einflüsse auf die Ergebnisse, die bislang mit systembiologischen Berechnungswerkzeugen erhalten wurden. Daher werden nun typischerweise zunächst neue Standarddaten für biochemische Reaktionen zugänglich gemacht, wofür sich eine Kombination aus Reaktionsgleichgewichtsmessungen und thermodynamischer Modellierung für am sinnvollsten herausstellte. Biochemische Reaktionen finden typischerweise in Wasser statt. Die AG Held ist hier der Frage nachgegangen, ob Wasser thermodynamisch gesehen überhaupt das optimale Lösungsmittel ist. Dazu wurde aufbauend auf den neuen Standarddaten der Einfluss des Reaktionsmediums auf Umsatz und Ausbeute enzymkatalysierter Reaktionen untersucht. Es wurden erfolgreich Methoden etabliert, mit denen es möglich ist, optimale Reaktionsbedingungen für solche Reaktionen vorherzusagen, bei denen Ausbeute und Umsatz, Substratlöslichkeit und Kinetik maximiert werden können, ohne Stabilitäts- bzw. Aktivitätsverluste des Katalysators hinnehmen zu müssen. Solche Methoden sind für das schnell wachsende Feld der industriellen Bio­katalyse (v. a. nachwachsende Rohstoffe) von enormer Wichtigkeit.
Die Arbeiten zu reagierenden Systemen werden zudem flankiert von Untersuchungen des Phasenverhaltens komplexer Multikomponenten-Mischungen biochemischer Stoffsysteme. Zu diesen wendet die AG Held verschiedene thermodynamische Modelle an, um Phasenverhalten (Löslichkeit, osmotische Drücke, Flüssig-Flüssig Gleichgewichte) vorherzusagen. Basierend auf experimentellen Arbeiten werden diese Vorhersagen validiert, und sind somit für Anwendungszwecke in Industrie und Forschung nutzbar.