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Projekt
MRT als Methode zur quantitativen Analyse elektroaktiver Biofilme
Fachliche Zuordnung
Bioverfahrenstechnik
Biophysik
Biophysik
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445813859
Das Gesamtziel dieses Projekts besteht in der Weiterentwicklung der Magnetresonanz-Tomographie (MRT) als Werkzeug zur Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Biomasse, chemischer Spezies sowie effektiver Diffusionskoeffizienten in elektroaktiven Biofilmen, mit besonderer Beachtung poröser 3D Elektroden. Dabei wird die Hauptherausforderung sein, eine ausreichende Empfindlichkeit und Auflösung innerhalb der elektrisch leitfähigen porösen Elektrodenstruktur zu erreichen. Wir gehen von der Hypothese aus, dass durch die Optimierung des experimentellen Aufbaus sowie der Messmethoden die Empfindlichkeit der MRT als eine quantitative Methode weiterentwickelt werden kann, um die Verteilung der Biomasse, des pH-Wertes und chemischer Spezies (z.B. Glukose, Laktat) sowie von effektiven Diffusionskoeffizienten auch in porösen Biofilmelektroden zu untersuchen. Insbesondere soll untersucht werden, wie die Auflösung und die Empfindlichkeit durch die Anwendung der CEST-Technik (Chemical Exchange Saturation Transfer) verbessert werden kann, um den pH-Wert und relevante chemische Spezies zu untersuchen, die sich innerhalb des lebenden Biofilms bzw. der Elektrodenstruktur akkumulieren. Auf diese Weise kann die MRT als ein besonderes Werkzeug dienen, um metabolische Prozesse und Mechanismen in komplexen Biofilm-Strukturen zu untersuchen und so ein tieferes Verständnis der Mechanismen und Prozesse, die zurzeit die Produktivität solcher Elektroden begrenzen, zu gewinnen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Mitverantwortlich
Dr. Ekkehard Küstermann
