Ny teknik kan urskilja cellulosa och lignin i biomassa

Vårt nya bolag Richter Life Science Development kan med sin ljusteknik snabbt urskilja cellulosa och lignin ur biomassa. Vi ringde upp grundare Agneta Richter Dahlfors och frågade hur det gick till när en teknik för medicin blev en revolutionerande upptäckt inom bioekonomi.

Agneta Richter Dahlfors är professor på Karolinska Institutet och Kungliga Tekniska Högskolan och chef för ett tvärvetenskapligt forskningscentrum där de bland annat studerar hur bakterier orsakar sjukdom hos en människa. År 2011 anade de att bakterier bildar biofilm när de infekterar njuren, men det fanns ingen teknik för att bevisa det. Att förstå hur bakterier bildar biofilm är viktigt då denna speciella livsform gör dessa bakterier extra motståndskraftiga mot antibiotika.

Agneta Richter Dahlfors

Tillsammans med forskare på Kungliga Tekniska Högskolan och Linköpings Universitet tog hennes team fram en unik teknik där man genom ett mikroskop kan urskilja olika kolhydrater, så kallade polysackarider, i en vävnad.

– Genom att studera vävnaden i ett mikroskop kan man använda våglängder som ögat inte ser. Mikroskopet gör att molekylerna lyser i olika färger beroende på vilken polysackarid de har bundit till. Metoden är extremt noggrann, man kan på pixelnivå se supersmå detaljer och därmed säga vilket material som finns var i vävnaden, säger Agneta.

Revolutionerande upptäckt

Resultatet visade att bakterierna producerar cellulosa som en del av sin biofilm, något som inte kroppen själv producerar. Men det var inte bara insikten att man nu på ett enkelt sätt kan upptäcka infektioner som var revolutionerande med detta resultat. Agneta, vars familj genom generationer arbetat inom pappersmassaindustrin, insåg samtidigt potentialen inom ett helt annat affärsområde än bara medicinteknik, närmare bestämt inom bioekonomi.

– Jag har pappersmassa istället för blod i ådrorna, säger Agneta med ett skratt. Det gjorde att jag förstod att om man med en ljussignal kan detektera cellulosa i biofilm så kan man även använda tekniken inom massaindustrin. Vi kan genom en ljussignal säga vilken typ av polysackarid du har i ditt material utan att förstöra det. Vi kan göra det i intakt vävnad liksom i flis

Cellulosafibrer i pappersmassa från Skoghallsverken infärgad med optotracingtekniken.

Genom att snabbt kunna avläsa sockerarter i biomassa kan lignin och cellulosa tillvaratas från annat än bara ved – exempelvis från raps på en åker, eller brunalger från havet. Den patentskyddade tekniken, som kallas Optotracing sensing technology, är Richter Life Science Development först i världen med att ta fram.

– Skog har vi under lång tid använt som råmaterial och vet hur vi skall nyttja. Men nu är det en enorm efterfrågan på biomassa från förnyelsebara källor och då vill man använda andra material än skogsråvara för att maxa produktionen. Alger i haven är ett exempel – eftersom de saknar lignin pågår redan storskaliga försök med att sätta upp algodlingar och använda dem som utgångsmaterial för att utvinna cellulosa.

Medicinteknik och bioekonomi

Upptäckten ledde till att bolaget idag har flera spår, inklusive medicinteknik och bioekonomi. Med patent och kunskap inom affärsområden som bioteknik, medicinteknik, diagnostik, matindustri, skogsindustri, förnybara biomaterial och bioraffinaderier, har Richter Life Science Development möjlighet att ta fram revolutionerande lösningar för medicinska, industriella och samhälleliga behov. Richter Life Science Development äger dotterbolaget Ebba Biotech AB som sedan 2015 erbjuder optotracing-teknologin till den globala biotech-marknaden.

Vi hälsar Richter Life Science Development varmt välkommen till Sting Bioeconomy och ser fram emot att följa deras fortsatta resa!

En skiva gul lök analyserad med optotracingtekniken. Grönt = cellulosa i cellväggarna. Blått = lignin som utgör lökens matstrupe.

 

 

Bildkälla:

Huvudbilden visar en potatisskiva analyserad med optotracingtekniken där gult = cellulosa i cellväggarna och grönt = stärkelse som ligger packat i små ballonger inuti cellerna.

Bilden är från: Choong, F.X. et al. Stereochemical identification of glucans by a donor–acceptor–donor conjugated pentamer enables multi-carbohydrate anatomical mapping in plant tissues. Cellulose 26, 4253–4264 (2019). https://doi.org/10.1007/s10570-019-02381-5

 

Bild på cellulosafibrer i pappersmassa:

Choong, F., et al. Nondestructive, real-time determination and visualization of cellulose, hemicellulose and lignin by luminescent oligothiophenes. Sci Rep 6, 35578 (2016). https://doi.org/10.1038/srep35578

 

Bild på en skiva gul lök:

Choong, F.X. et al. Stereochemical identification of glucans by oligothiophenes enables cellulose anatomical mapping in plant tissues. Sci Rep 8, 3108 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21466-y