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Technische Universität München

Miniaturisierte Parallelreaktoren zur Hochdurchsatz-Bioprozessentwicklung

Robert Puskeiler, Dissertation Technische Universität München, 2004

Um eine effektive Bioprozessentwicklung zu ermöglichen, wurde ein Bioreaktor im mL-Maßstab mit einem Gas-induzierenden Rührsystem entwickelt. Die Sorptionscharakteristik dieses neuartigen, magnetisch-induktiven Rührsystems erlaubt Sauerstoffübergangskoefizienten von über 0,4 1/s. Bis zu 48 miniaturisierte Bioreaktoren werden parallel in einem Reaktionsblock betrieben. Eine Sterilgasabdeckung ermöglicht die Aufrechterhaltung monoseptischer Bedingungen. Mit einem Laborroboter wurden der pH-geregelte Zulaufbetrieb, eine automatisierte Probenahme und die Durchführung von automatisierter at-line Analytik ermöglicht. Das Wachstum von Escherichia coli entsprach in einem pH-geregelten Zulaufverfahren im mL-Bioreaktor exakt der Referenzreaktion im Labor-Rührkesselreaktor. Innerhalb von 21 Stunden wurde dabei eine Biotrockenmasse-Konzentration von 24 g/L erzielt.

Diese Dissertation ist online als PDF-Datei verfügbar.

Publikationen
  • Weuster-Botz D, Hekmat D, Puskeiler R, Franco-Lara E (2007): Enabling Technologies: Fermentation and Downstream Processing. Adv Biochem Eng Biotechnol 105: 205-247.
  • Puskeiler R, Weuster-Botz D (2005): Combined sulfite method for the measurement of the oxygen transfer coefficient kLa in bioreactors. J Biotechnol 120: 430-438.
  • Weuster-Botz D, Puskeiler R, Kusterer A, Kaufmann K, John GT, Arnold M (2005): Methods and milliliter scale devices for high-throughput bioprocess design. Bioprocess Biosyst Eng 28: 109-119.
  • Puskeiler R, Kusterer A, John GT, Weuster-Botz D (2005): Miniature bioreactors for automated high-throughput bioprocess design (HTBD): reproducibility of parallel fed-batch cultivations with Escherichia coli. Biotechnol Appl Biochem 42: 227-235.
  • Puskeiler R, Kaufmann K, Weuster-Botz D (2005): Development, parallelization, and automation of a gas-inducing milliliter-scale bioreactor for high-throughput bioprocess design (HTBD). Biotechnol Bioeng 89: 512-523.
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