Alle Antibiotika aus der Gruppe der Penicilline werden aus einem Naturprodukt hergestellt, dem Penicillin G. Biotechnologiestudenten lernen in ihrem Praktikum, wie man diese Mutter der Penicilline gewinnt: Eine Nährlösung wird gezielt mit dem Pilz "Penicillium chrysogenum" verunreinigt. Der wächst heran und produziert im Lauf weniger Tage große Mengen Penicillin. So weit, so gut - doch dann geht es darum, wie man dieses wertvolle Produkt aus der Lösung herausbekommt. Im Praktikum geben die Studenten einen Lackverdünner zu und schütteln die Mischung kräftig durch. Das Penicillin verteilt sich dann im Lösungsmittel und kann anschließend gereinigt werden. Auch die Industrie benutzt organische Lösungsmittel, um das Penicillin aus der Reaktionslösung zu gewinnen. Monwar Hossein hält es für inakzeptabel, Lösungsmittel wie Toluol, Xylol oder Hexan zu verwenden - oder gar Kerosin, also Flugzeugbenzin:
"Ich wollte daher zunächst eine einfache Alternative untersuchen. Mir kam es zu diesem Zeitpunkt noch nicht auf die Effizienz an - die kann man immer noch steigern. Also warum nicht etwas Simples wie Sonnenblumenöl. Ich hatte gelesen, dass man damit Duftstoffe aus einer Mischung herausholen kann, aber mit Antibiotika hatte das noch niemand gemacht. Also habe ich Sonnenblumenöl ausprobiert."
Seine ersten Experimente hat der arabische Forscher an der Universität Auckland in Neuseeland durchgeführt. Genau wie die Studenten im Praktikum versuchte er sein Glück zunächst, indem er die Penicillin-haltige Lösung mit Sonnenblumenöl mischte und durchschüttelte. Das funktionierte nicht besonders gut, und deshalb wandte der Chemiker zwei Tricks an, die - jeder für sich - bereits bekannt waren: Erstens trennte er das Öl durch eine Kunststoffmembran von der Penicillin-haltigen Flüssigkeit. Diese Membran hat winzige Poren, gerade groß genug für Penicillin-Moleküle. So kommen sich Öl und Wasser auch ohne Schütteln auf einer großen Fläche sehr nahe. Nun gab Monwar Hossain - zweitens - eine harmlose Chemikalie zum Öl, eine sogenannte Trägersubstanz. Sie zieht das Penicillin geradezu magnetisch an - so begierig, dass sie das Antibiotikum sogar durch die Poren hindurch lockt, ins Öl hinein.
"Zunächst gibt es im Öl kein Penicillin. Das ändert sich, wenn die Trägersubstanz zugegeben wird und das Antibiotikum anlockt. Sie reagiert mit dem Penicillin direkt an den Kunststoffporen; später verteilt sich das Antibiotikum überall im Öl. In einem zweiten Schritt geben wir Natriumkarbonat zum Öl. Es trennt die Trägersubstanz wieder ab, sodass wir das Penicillin in reiner Form erhalten. Das Sonnenblumenöl kann mehrfach verwendet werden. Ich habe es fünf Mal versucht, sicher ist es noch häufiger möglich."
Etwa 30 Prozent des Penicillins werden so aus der Reaktionslösung heraus geholt. Der Prozess lässt sich problemlos wiederholen, und nach ein paar Runden ist das wertvolle Antibiotikum vollständig isoliert. Und das Öl ist wieder verwendbar. Monwar Hossein, der inzwischen an der Universität der Arabischen Emirate arbeitet, hat auch schon Interessenten für das neue Verfahren:
"Die Chinesische Medizinische Akademie hat versucht, aus einer Mischung von Antibiotika ein ganz bestimmtes zu isolieren. Ich habe dafür mein Verfahren angewandt, und es scheint erfolgreich zu sein - was mit keiner anderen bekannten Methode möglich ist."
Die Industrie ist dagegen noch zurückhaltend. Der Grund: Sonnenblumenöl ist zwar eine elegante, aber nicht die einzige Alternative zu Kerosin & Co. In den Fachzeitschriften werden etliche andere, ebenfalls umweltfreundlichere Lösungen diskutiert. Das Problem ist also erkannt. Aber es ist noch offen, welches Verfahren sich durchsetzen wird.
"Ich wollte daher zunächst eine einfache Alternative untersuchen. Mir kam es zu diesem Zeitpunkt noch nicht auf die Effizienz an - die kann man immer noch steigern. Also warum nicht etwas Simples wie Sonnenblumenöl. Ich hatte gelesen, dass man damit Duftstoffe aus einer Mischung herausholen kann, aber mit Antibiotika hatte das noch niemand gemacht. Also habe ich Sonnenblumenöl ausprobiert."
Seine ersten Experimente hat der arabische Forscher an der Universität Auckland in Neuseeland durchgeführt. Genau wie die Studenten im Praktikum versuchte er sein Glück zunächst, indem er die Penicillin-haltige Lösung mit Sonnenblumenöl mischte und durchschüttelte. Das funktionierte nicht besonders gut, und deshalb wandte der Chemiker zwei Tricks an, die - jeder für sich - bereits bekannt waren: Erstens trennte er das Öl durch eine Kunststoffmembran von der Penicillin-haltigen Flüssigkeit. Diese Membran hat winzige Poren, gerade groß genug für Penicillin-Moleküle. So kommen sich Öl und Wasser auch ohne Schütteln auf einer großen Fläche sehr nahe. Nun gab Monwar Hossain - zweitens - eine harmlose Chemikalie zum Öl, eine sogenannte Trägersubstanz. Sie zieht das Penicillin geradezu magnetisch an - so begierig, dass sie das Antibiotikum sogar durch die Poren hindurch lockt, ins Öl hinein.
"Zunächst gibt es im Öl kein Penicillin. Das ändert sich, wenn die Trägersubstanz zugegeben wird und das Antibiotikum anlockt. Sie reagiert mit dem Penicillin direkt an den Kunststoffporen; später verteilt sich das Antibiotikum überall im Öl. In einem zweiten Schritt geben wir Natriumkarbonat zum Öl. Es trennt die Trägersubstanz wieder ab, sodass wir das Penicillin in reiner Form erhalten. Das Sonnenblumenöl kann mehrfach verwendet werden. Ich habe es fünf Mal versucht, sicher ist es noch häufiger möglich."
Etwa 30 Prozent des Penicillins werden so aus der Reaktionslösung heraus geholt. Der Prozess lässt sich problemlos wiederholen, und nach ein paar Runden ist das wertvolle Antibiotikum vollständig isoliert. Und das Öl ist wieder verwendbar. Monwar Hossein, der inzwischen an der Universität der Arabischen Emirate arbeitet, hat auch schon Interessenten für das neue Verfahren:
"Die Chinesische Medizinische Akademie hat versucht, aus einer Mischung von Antibiotika ein ganz bestimmtes zu isolieren. Ich habe dafür mein Verfahren angewandt, und es scheint erfolgreich zu sein - was mit keiner anderen bekannten Methode möglich ist."
Die Industrie ist dagegen noch zurückhaltend. Der Grund: Sonnenblumenöl ist zwar eine elegante, aber nicht die einzige Alternative zu Kerosin & Co. In den Fachzeitschriften werden etliche andere, ebenfalls umweltfreundlichere Lösungen diskutiert. Das Problem ist also erkannt. Aber es ist noch offen, welches Verfahren sich durchsetzen wird.