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 Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers
18.10.2019 | Universität zu Köln

nachricht Das Rezept für eine Fruchtfliege
18.10.2019 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics