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Projekt
Parallel-Bioreaktor-System
Fachliche Zuordnung
Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
Förderung
Förderung in 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525666046
Die antragstellenden Arbeitsgruppen beschäftigen sich in ihrer Forschung mit der Entwicklung neuartiger Verfahren zur Entdeckung, Syntheseaufklärung und Herstellung bioaktiver Naturstoffe mikrobieller Herkunft. In den letzten Jahren wurden in dem Konsortium insgesamt mehr als 100 neue bioaktive Naturstoffe entdeckt. Allerdings können die neuentdeckten Naturstoffe oftmals nur in geringer Menge hergestellt werden. Die isolierten Kleinstmengen reichen meist nur für die Durchführung der Strukturaufklärung eines neuen Naturstoffes, jedoch nicht für detaillierte Bioaktivitätsstudien als essentiellen Schritt zur Evaluation des Potenzials und einer möglichen Weiterentwicklung. Hierfür werden Mengen im höheren Milligramm-Bereich benötigt. Bisher werden diese Mengen durch massive Parallelisierung in nicht optimierten Schüttelkolbenkulturen produziert. Dafür sind – bei einem Kolbenvolumen von 100 – 1000 mL bis zu 200 Parallelansätze nötig. Eine Steigerung der isolierten Stoffmengen durch weitere Steigerung der Arbeitsvolumina ist mit der vorhandenen Infrastruktur nicht möglich. Vor diesem Hintergrund ist eine optimierte Herstellung der Substanzen in kontrollierten Bioreaktoren essentiell für die effiziente Durchführung und Weiterentwicklung der Forschung. Die Arbeitsgruppen verfügen über zwei einzelne Fermenter (4 und 8 Liter), die sich prinzipiell für die Produktion eignen, aber durch das Fehlen einer Infrastruktur zur Optimierung der Produktionsbedingungen nur suboptimal eingesetzt werden können. Eine direkte Übertragung der Produktionsbedingungen aus einem Schüttelkolben in einen solchen Bioreaktor ist nicht möglich. Zur Optimierung und Prozessentwicklung wird daher eine Anlage mit mehreren kleinen Fermentern benötigt, die die systematische Anpassung von Kultivierungsparametern in einem Experiment ermöglicht. Eine solche Anlage steht in der Arbeitsgruppe nicht zur Verfügung und ist aufgrund des großen Umfangs der durchzuführenden Experimente auch durch Kooperationen nicht zugänglich. Um diese Ausstattungslücke zu schließen, wird die Anschaffung eines Systems mit 8 parallelen Bioreaktoren beantragt. Die Anzahl der Einzelreaktoren ergibt sich aus der Notwendigkeit, den Einfluss mehrerer Kultivierungsbedingungen auf die Produktion in einem Experiment untersuchen zu können und dabei ausreichend biologische Replikate vorzuhalten. Die beantragte Fermentationsanlage verfügt über standardmäßige und unerlässliche Ausstattung wie Temperatur-, pH- und Füllstand-Kontrolle, Messung von Gelöstsauerstoff und Redoxpotenzial sowie der Fermentationsgase, Begasung mit Massendurchflussmesser und Pumpmodulen zur Gabe von Prozessmitteln (Lauge, Säure, Antischaummittel) und Nährstoffen.
DFG-Verfahren
Forschungsgroßgeräte
Großgeräte
Parallel-Bioreaktor-System
Gerätegruppe
3520 Bakterien-Zuchtgeräte, Fermenter
Antragstellende Institution
Universität des Saarlandes
