Hightech-Recycling mit Phagen

Ohne sie gäbe es keine Elektromotoren, keine Smartphones und keine Plasmabildschirme: Schlüsselmetalle wie Terbium, Cer und Europium – sogenannte Seltene Erden – sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Weil sie, wie der Name sagt, knappe Ressourcen sind, kommt ihrem Recycling eine besondere Bedeutung zu. Zwar steigen die Sammelquoten defekter Energiesparlampen und Handys seit Jahren an.  Die Rückgewinnung der wertvollen Hightechmetalle ist schwierig, denn sie liegen nur in geringen Konzentrationen vor. Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Bergakademie Freiberg haben jetzt ein biotechnologisches Verfahren vorgestellt, das diese Herausforderung bewältigt.

Phagen-Display-Methode als Angel

Die Forscher verwenden dazu die in diesem Jahr mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnete Phagen-Display-Methode. Als Bakteriophagen bezeichnen Biologen auf Bakterien spezialisierte Viren. Mit molekularbiologischen Verfahren lassen sich an diesen Phagen kurze Peptidketten – die Bausteine für Eiweiße – anbringen. „Die Peptide können kleine Taschen formen, in die bestimmte Mini-Strukturen passen“, erklärt Franziska Lederer, Biologin am HZDR. Je nach Kombination der Peptide lassen sich so rund eine Milliarde unterschiedlich geformter Taschen erzeugen, auch solche, in die spezifisch ein Seltene-Erden-Element passt.

Bringt man diese Vielzahl an Phagen über einer Probe mit einem Element der Seltenen Erden aus, binden dort jene mit den passenden Taschen. Diese speziellen Phagen können nun analysiert und gezielt hergestellt werden, um künftig genau dieses Element aus Elektroabfällen herauszuangeln.