Untersuchung zellmechanischer Eigenschaften einzelner Mikroorganismen als Beitrag zur Bioprozessintensivierung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Arno Kwade
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2008 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 64509677

Zur Prozessintensivierung biotechnologischer Verfahren wird ein ganzheitliches Verständnis der Vorgänge in und um das eingesetzte biologische System - häufig Mikroorganismen - angestrebt. Über die mechanischen Eigenschaften der Zellen und deren Zusammenhänge mit weiteren Faktoren auf Environom- und technologischer Ebene ist bislang sehr wenig bekannt. Im Rahmen dieses Projektes sollen mikro- und nanomechanische Methoden zur Ermittlung zellmechanischer Kenngrößen einzelner mikrobieller Zellen entwickelt bzw. weiter-entwickelt werden. Einflussfaktoren auf die zellmechanischen Eigenschaften sollen identifiziert und charakterisiert werden. Die messtechnische Realisierung soll mittels eines Rasterkraftmikroskops und eines Nanoindenters erfolgen. Ergänzende FEM-Simulationen sollen dazu beitragen, weitere mechanische Kenngrößen aus den experimentellen Daten zu gewinnen und das Zellwandmaterialverhalten aufzuklären. Die etablierte Methodik und die gewonnenen Erkenntnisse werden aller Wahrscheinlichkeit nach für diverse anwendungsbezogene Fragestellungen relevant sein, wie z.B. dem Produktsekretionsverhalten oder der Produktivität eines biotechnologischen Prozesses. Exemplarisch soll im Zuge dieses Projektes die anwendungsrelevante Fragestellung der Zellaufschlussoptimierung betrachtet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Ingo Kampen