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 Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik