Entwicklung eines glasfaseroptischen Sauerstoffsensors und seine Anwendung an biotechnologisch/medizinisch relevanten Fragestellungen

• Applicant: Professor Dr. Thomas Scheper
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 1998 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5077060

Die Arbeiten im Hauptantrag haben gezeigt, daß der faseroptische Sauerstoffsensor eine innovative Alternative zu den poarographischen Sauerstoffelektroden auch in der biotechnologischen Anwendung darstellt. Beim praktischen Einsatz in der Biotechnologie hat sich herausgestellt, daß der Bedarf auch für andere faseroptische Sensoren sehr groß ist. So gibt es z.B. für Messungen in NMR-Reaktoren wegen des starken Magnetfeldes, in der Tierzellkultivierung mit Spinnerflaschen und in Immobilisaten wegen ihrer geringen räumlichen Dimension kien Möglichkeit, pH-Wert, Temperatur etc. simultan an einem Ort zu erfassen. Aus diesem Grunde soll aufbauend auf Erfahrungen bei der Entwicklung des faseroptischen Sauerstoffsensors ein faseroptisches Multiparameter-Sensorsystem entwickelt werden. Das System soll nicht nur in der Lage sein, die für Kultivierungen notwendigen Prozeßvariablen Sauerstoff, pH und Temperatur zu messen, sondern auch Fluorezenzlicht, das beispielsweise von zellulären Komponenten stammen, und Streulicht, das Informationen über die Zelldichte der Kultur liefert. Im zweiten Teil der Arbeit soll das Sensorsytem für Messungen im Bereich der Bodensanierung, der Kultivierung Tier- und rekombinanten Zellen sowie der In-vivo-NMR-Messung in NMR-Bioreaktor verwendet werden. Bei Untersuchungen mit rekombinanten Organismen soll die Fluoreszenzmessung auf der Fluoreszenzmessung des intrazellulären grün bzw. blau fluoreszierenden Proteins (GFP, BFP), das von den rekombinanten Bakterienstämmen nach Induktion produziert wird, erfolgen. Die Expressionsdynamik in Abhängigkeit von den Prozeßbedingungen und der Induktionen (z.B. auch durch Umwelteinflüsse) kann erfaßt werden.

• DFG Programme: Research Grants