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 IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel
19.10.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen
19.10.2018 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

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: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

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

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

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