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Institut für Bio-und Geowissenschaften

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Schneller als angenommen: Wachstumsraten von Corynebacterium glutamicum unter stark verdünnten Bedingungen

In einem groß angelegten Versuch mehrerer Arbeitsgruppen des Instituts IBG-1: Biotechnologie zur Untersuchung des Wachstumsverhaltens von Corynebacterium glutamicum zeigten sich auffallend hohe Wachstumsraten, die bisher nicht zu erreichen waren. Im direkten Vergleich verschiedener Kultivierungsmethoden und -volumen von Picoliter bis Liter,  wuchsen die Organismen in eigens entwickelten mikrofluidischen Einwegchips erstaunlicherweise bis zu 50% schneller. Hohe Wachstumsraten sind für industrielle Prozesse von großer Bedeutung, insbesondere wenn eine schnelle Erzeugung hoher Zelldichten gefordert ist. Damit lassen sich unter anderem längere und teilweise unproduktive Wachstumsphasen deutlich reduzieren.  Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass schon sehr geringe Konzentrationen von akkumulierten Nebenprodukten, wie z.B. Acetat, das Wachstum der Zellen bereits bei geringen Zelldichten hemmt. In konventionellen Schüttelkolben und Bioreaktoren lässt sich dieser Effekt nur vermuten, da eine Messung der anfänglichen Zelldichten kaum möglich ist.  Die kontinuierliche Strömung in mikrofluidischen Systemen sorgt hingegen für konstante Bedingungen, eine stetige Abfuhr von Stoffwechselprodukten und somit konstant hohe Wachstumsraten.

Der Artikel ist kürzlich in der einschlägigen Fachzeitschrift Biotechnology and Bioengineering erschienen und ist online verfügbar unter: http://dx.doi.org/10.1002/bit.24616

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