Mikro-Bioverfahrenstechnik: Mehr als Miniaturisierung von Bioprozessen?!

Bioprozesse sind heutzutage allgegenwärtig für die Produktion von Lebensmitteln, Pharmazeutika und anderen alltäglichen Gütern. Insbesondere im Wandeln von einer Erdöl- zu einer biobasierten Wirtschaft nehmen Bioprozesse eine besondere Bedeutung ein. Unser Verständnis großtechnischer Bioprozesse beruht immer noch auf der Annahme, dass der Reaktor gut durchmischt wird und sich alle Zellen gleich verhalten. In der Realität ist das komplexe Zusammenspiel zwischen den Reaktorumweltbedingungen und dem resultierenden zellulären Verhalten immer noch ein Mysterium [1]. Infolgedessen weisen die Zellen oft eine erhebliche Heterogenität in Wachstum und Produktion auf, was sich auf die Leistung und Robustheit von Bioprozessen auswirkt [2].

Vor diesem Hintergrund ist die Mikro-Bioverfahrenstechnik ein zentrales Forschungsfeld. Dieser Vortrag wird zunächst eine Einführung in das Feld der Mikro-Bioverfahrenstechnik geben. Gegenwärtige Anwendungsfelder werden anhand eigener Forschungsbeispiele erläutert. Schwerpunkt bilden hierbei sogenannte mikrofluidische Einzelzellkultivierungen [3-5]. Mit dieser Technologie kann der Einfluss bioprozessrelevanter Parameter auf die Heterogenität von Zellen untersucht werden. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Optimierung und Entwicklung neuer Bioprozesse.

Abschließend wird das Potential der Mikro-Bioverfahrenstechnik für den Bereich Bioverfahrenstechnik und angrenzende Gebiete der Life Sciences diskutiert und bewertet.

Referenzen

[1] Delvigne et al., (2017), Journal of Biotechnology, 12(7):1600549

[2] Mustafi et al., (2014), PlosOne, 9:e85731

[3] Grünberger, A., et al., (2014), Current Opinion in Biotechnology, 29:15-23

[4] Dusny, C and Grünberger, A., (2020), Current Opinion in Biotechnology, 63:26–33

[5] Täuber, S and Grünberger, A., (2023), Current Opinion in Biotechnology, 81:102915

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