플라스틱과 직물의 라이프사이클을 혁신하기 위한 생물 기술 개발 및 산업화의 개척자인 카비오스는 폴 파스칼 연구센터(CNRS 및 보르도 대학교의 공동 연구 단위, 미세유체 공학 전문)와 파트너십을 체결하여 개발한 미세유체 기술을 사용해 효소 스크리닝 프로세스의 속도를 높였다. 이 최첨단 기술을 통해 단 하루 만에 수백만 가지 효소를 스크리닝할 수 있어 PET를 분해하는 효소를 최적화하는 프로세스가 빨라지게 된다. 이러한 경쟁 우위를 통해 카비오스는 R&D 단계와 특허받은 효소 생산 사이의 시간을 단축하여 플라스틱 오염에 대한 구체적인 솔루션을 훨씬 더 빠르게 개발할 수 있다.

카비오스 최고과학책임자인 알레인 마티(Alain Marty) 교수는 “1년 전에 스크리닝 프로세스에 미세유체를 적용한 이후, 수백만 가지 효소를 분석했는데, 과거라면 몇 년이 걸렸을 양”이라면서 “이 기술은 기록적인 시간 내에 다양한 효소에 접근할 수 있게 해준다. 미세유체를 사용해 우리는 2020년 네이처(Nature) 저널에 발표된 효소를 최적화할 수 있었고, 2025년이 되면 우리의 첫 번째 산업용 레퍼런스 유닛에서 사용될 최적화된 효소가 탄생했다”고 설명했다.

“미세유체는 이미 생물학적 샘플을 분석하기 위한 의료 진단에 널리 사용되고 있다. 새로운 산업 응용 분야에 사용하기 위해 우리를 찾아온 건 카비오스가 처음이었다”고 보르도 대학 교수 및 CNRS 주최 폴 파스칼 연구센터 팀장인 장 크리스토프 바레(Jean-Christophe Baret)는 말했다. “플라스틱 오염 감소와 같은 환경적 대의를 위해 미세유체의 힘을 사용하는 새로운 방법을 개발하게 되어 매우 기쁘다.”

미세유체: 액적의 과학

미세유체는 매우 적은 양의 액체를 처리하는 장치의 생산을 허용한다. 생성된 각 액적은 피코리터 범위(10-12 리터) 체적에 PET 해중합 작용으로 스크리닝할 특정 효소를 함유하고 있는 한 개의 독립된 미세 반응기로 볼 수 있다. 이 액적은 마이크로칩 크기의 분석 장치를 통해 이동하여 초당 150가지 효소를 스크리닝할 수 있는 초고속 처리량을 허용한다.

이전에는 기존의 로봇 시스템을 통해 밀리리터 범위(10-3 리터)의 체적에 약 분당 한 가지 효소를 마이크로플레이트 형식으로 스크리닝할 수 있었다.

보다 효율적이거나 새로운 효소를 스크리닝하기 위해 미세유체를 사용하는 방식은 앞으로 널리 채택되어, 바이오프로세싱의 개발을 가속할 것이다. 현재 카비오스가 PET 해중합 공정 개발에 사용하고 있는 미세유체는 폴리아미드와 같은 다른 유형의 플라스틱을 위한 새로운 효소 개발을 가속하는 데 사용되어야 한다.