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Spezialist für Abgastechnik. Partner für Entwicklung, Produktion und Logistik. Boysen ist Spezialist für Abgastechnik. Als mittelständisches Unternehmen mit rund 1900 Beschäftigten sind wir der David unter den Goliaths der Branche. Als Experte für innovative Lösungen sind wir Systempartner von Audi, BMW, Daimler, Porsche und einer Reihe weiterer namhafter Fahrzeughersteller. Entwicklungsingenieure · Vorentwicklung · Konstruktion · Berechnung · Versuch Sie (m/w) stehen vor dem Abschluss eines ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Studiums und suchen nach einer attraktiven Einstiegsmöglichkeit in den Beruf? Sie legen Wert auf ausgezeichnete Arbeitsbedingungen? Sie arbeiten vorzugsweise in einem kleinen Team und wollen frühzeitig Verantwortung für Ihr Fachgebiet übernehmen? – Dann setzen Sie sich bitte direkt mit unserem Leiter Personalwesen in Verbindung. Dr. Clemens Amann Friedrich Boysen GmbH & Co. KG Friedrich-Boysen-Str. 14-17 72213 Altensteig Tel. 07453/20-240 Fax 0 74 53 / 20 - 42 40 clemens.amann@boysen-online.de www.boysen-online.de
Messung der Wärmeproduktion von Bakterien im Bioreaktor: Kalorimetrische Regelung von Bioprozessen zur Herstellung von rekombinanten Proteinen Richard Biener, Anne Steinkämper, Thomas Horn, Johannes Hofmann, Hochschule Esslingen Rekombinante Proteine wie z.B. Insulin oder Interferone gehören zu den wichtigsten Produkten der modernen Biotechnologie. Hergestellt werden rekombinante Proteine mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO). Hier kommen neben den Mikroorganismen (E.coli oder Hefezellen) auch tierische Zellkulturen zum Einsatz. Zur Erhöhung der Produktivität und der Reproduzierbarkeit des Kultivierungsprozesses ist eine automatisierte Prozessführung erforderlich. Im Beitrag wird gezeigt, wie mit Hilfe kalorimetrischer Methoden die spezifi sche Wachstumsrate von Mikroorganismen während der Kultivierung in einem Standard-Bioreaktor geregelt werden kann. Diese Automatisierungsstrategie führt zu einer deutlichen Steigerung der Produktivität und Reproduzierbarkeit des Prozesses. Bedeutung der Hochzelldichtekultivierung in der pharmazeutischen Industrie Gentechnisch hergestellte Proteine, so genannte rekombinante Proteine, werden in der pharmazeutischen Industrie mit Hilfe gentechnisch veränderter, lebender Mikroorganismen oder Zelllinien hergestellt. Allgemein werden diese als Biopharmazeutika bezeichnet. Beispiele für diese unverzichtbar gewordenen Arzneimittel sind Insuline, monoklonale Antikörper oder Erythropoetine. Beim Herstellungsprozess eines Biopharmazeutikums produzieren diese gentechnisch modifi zierten Bakterien, Hefen oder Säugetierzellen in einem Bioreaktor das entsprechende Protein. Zur Erhöhung der Proteinausbeute werden in der biopharmazeutischen Industrie Hochzelldichte-Fed- Batch-Prozesse eingesetzt [1, 2]. Um hohe Zelldichten zu erzielen, wird bei diesen Prozessen mit Hilfe einer Pumpe dem Bioreaktor ein konzentriertes Nährmedium kontinuierlich zugeführt. Über diese Zufütterung kann direkt das Zellwachstum und die Produktion störender Nebenprodukte beeinfl usst werden. Nebenprodukte sind in diesen Prozessen unerwünscht, da sie das Wachstum der Zellen inhibieren, woraus auch eine geringe Proteinausbeute resultiert. Insulin, Interferon und weitere Arzneistoffe werden weit verbreitet von gentechnisch veränderten Escherichia coli Bakterien hergestellt. Um die Produktivität von rekombinanten Proteinen in E. coli zu maximieren, muss die Zufütterung des Nährmediums mit der wachstumslimitierenden Kohlenstoff-Quelle (z.B. Glucose) so erfolgen, dass die Wachstumsrate der Bakterien unter einem kritischen Wert gehalten wird. Damit kann die Produktion von wachstumsinhibierenden Nebenprodukten (z.B. Acetat) minimiert werden und die Bakterien können ungehindert wachsen. Durch diese Zufütterungs- strategie können Biotrockenmasse- Konzentrationen von mehr als 100 g/l erreicht werden [1]. Diese hohen Zelldichten führen wiederum zu hohen Proteinkonzentrationen. Die eingestellte Wachstumsrate sollte allerdings nicht zu klein sein, um die Prozessdauer möglichst kurz zu halten. Prozessführungsstrategien Für Hochzelldichte-Kultivierungsprozesse sind unterschiedliche Strategien in der Literatur beschrieben. Eine häufi g angewandte Methode ist die Zufütterung mit einem vorab festgelegten Profi l. Nachdem die Kohlenstoff- Quelle (z.B. Glucose) im Nährmedium verbraucht ist, wird dabei die Feeding-Rate exponentiell erhöht, um die spezifi sche Wachstumsrate näherungsweise konstant zu halten [3]. Ein fest vorgegebenes Zufütterungsprofi l hat im Wesentlichen den Nachteil, dass es bei einer falschen Abschätzung der Parameter oder bei einer Prozessstörung zu einer Überfütterung des limitierenden Substrats Glucose und damit auch zu einer erhöhten Acetatproduktion kommen kann. Daher ist es von Vorteil, eine geregelte Zufütterung vorzunehmen. In der Praxis werden oft indirekte Messgrößen für die Einstellung der Feedrate verwendet. Beispielsweise wird bei der DO-stat Methode die Feedrate über die Messung der Gelöstsauerstoffkonzentration (pO 2 ) geregelt. Wenn die wachstumslimitierende C- Quelle verbraucht ist, führt dies zu einem Anstieg des pO 2 und die Feedrate muss entsprechend angepasst werden, um den Substratmangel auszugleichen [4, 5]. Beim pH-stat wird die Feedrate aufgrund von Veränderungen des pH- Werts bei einem Substratmangel eingestellt [6]. Bei beiden Strategien wird die spezifi sche Wachstumsrate indirekt durch den pH oder den pO 2 geregelt. Folglich ist eine konstante spezifi sche Wachstumsrate schwierig zu verwirklichen [7]. Prof. Dr.-Ing. R. Biener Dipl. Biol. t. o. A. Steinkämper Dipl.-Ing. (FH) T. Horn Dipl.-Ing. (FH) J. Hofmann horizonte 40/ September 2012 - 3 -
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Seite 53 und 54: No. 6, Essen 2003. Vgl. Institut f
Seite 55 und 56:
Das studentische Team: Steffen Erb,
Seite 57 und 58:
Daten zum Berberdorf (vgl. Interne
Seite 59 und 60:
Die Debatte um das islamische Kopft
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Synergien zur Nachhaltigkeit - Koop
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Abb. 2: Analyse - Stadt Aalen als S
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