Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Totvolumenfreie Probenahmesonde – Altes Thema kombiniert mit neuer Technologie

11.10.2012
Die Entwicklung eines effizienten Produktionsverfahrens in der industriellen Biotechnologie ist immer noch sehr zeitaufwendig und kostenintensiv.

Nun zeigt eine neue Probenahmesonde mithilfe der Technik des segmentierten Flusses und totvolumenfreien Proben geringer Volumina einen Weg zur Kostenersparnis.


Neuartige Probenahmesonde für Bioreaktoren jeglichen Maßstabs: die Integration der Technologie des segmentierten Flusses und das separiertes Schlauchquetschventil (links oben) ermöglichen eine totvolumenfreie Probenahme auch bei Druckfermentationen

PreSens GmbH & iba e.V.

Die industrielle Biotechnologie ist täglich auf der Suche nach effizienten biotechnologische Produktionsverfahren. Hierfür müssen viele neue Organismen in noch mal so vielen unterschiedlichen Bioprozessen schnell und kostengünstig getestet und optimiert werden.

Im nun abgeschlossenen EU-Projekt NANOBE (Förderkennzeichen FP7-227343) wurde am Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e. V. in Heilbad Heiligenstadt mit nano- und mikrotechnologisch basierten Modulen eine automatisierte Analytikplattform für das online Monitoring entwickelt.

Neue Technologie für bioprozessreale Probenahme

Das iba entwickelte eine sterilisierbare Probenahmesonde für Bioreaktoren mit einem Arbeitsvolumen von 50 mL bis 10.000 L, einzige Voraussetzung ist das Vorhandensein eines DN 12 kompatiblen Standardstutzens. Sogar ein Einbauwinkel von 0 bis 70° ist möglich. Die Probe kann ein Volumen von 20 bis 200 µL umfassen und wird automatisch in Luftkissen eingebettet. Die hier in Anwendung gebrachte Technologie basiert auf der Modifikation der Technik des segmentierten Flusses, in der wässrige Lösungen wie hier beispielsweise die Proben als kleine Tropfen in einer nicht mischbaren Flüssigkeit oder Gas einbettet und den anschließenden schnellen Transport dieser Tropfen durch Schläuche zu ihrem Bestimmungsort, wie z.B. verschiedenen Analytikgeräten ermöglicht.

Die angekoppelten Analysatoren können somit alle 10 Minuten mit einer aktuellen, dem Bioprozess entsprechenden Probe versorgt werden. Ein motorisiertes Schlauchquetschventil agiert sowohl als Sterilbarriere zwischen dem Bioreaktorinhalt und den angekoppelten Analytiksystemen als auch zum Druckschutz bei Druckfermentationen. Für zellfreie Proben kann hier zusätzlich ein Filter angekoppelt werden, der ohne Kontaminationsgefahr während der Kultivierung gewechselt werden kann. Ein spezieller Probenahmekopf ermöglicht eine blasenfreie Probeentnahme aus einem mit zu 2 vvm begasten Medium auch für entsprechend empfindliche Analysatoren. Zusätzlich wurden faseroptische Sensoren der Firma PreSens GmbH für pH, pO2 und pCO2 in die Sonde für in situ Messungen integriert, so dass auch in einem kleinen Bioreaktor auf Basis mehrerer Prozessparameter neue Regelstrategien für den jewei¬ligen Bioprozess kostengünstig erstellt werden können.

Prototyp erstellt

Erste Tests in Hefe- und Streptomycetenkultivierungen mit einer Laufzeit von bis zu 14 Tagen zeigten reproduzierbare Probenvolumina. Biofoulingeffekte waren über diesen Zeitraum vernachlässigbar. Darüber hinaus konnte eine Probeentnahme aus einer Hochdruckfermentation (3 bar) erfolgreich durchgeführt werden. Die Ingenieure und Biologen des iba wollen nun den Prototypen in weiteren Langzeitversuchen auf seine Robustheit und Anwenderfreundlichkeit testen.

Ansprechpartner:
Dr. Karen Lemke und Dr.-Ing. Josef Metze
E-mail: karen.lemke@iba-heiligenstadt.de

Sebastian Kaufhold | idw
Weitere Informationen:
http://www.iba-heiligenstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise