Medizin & Biotech

Autonomer Prozess soll Zeit und Kosten sparen © Siemens
Autonomer Prozess soll Zeit und Kosten sparen © Siemens

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Neues Fermentersystem kultiviert Mikroorganismen autonom

16.03.2017

Mikroorganismen werden in industriellen Prozessen zur Herstellung von Lebensmitteln wie Brot, Bier und Joghurt oder von Arzneimitteln wie Antibiotika und Insulin verwendet. Für die Kultivierung von solchen Bakterien, Schimmelpilzen oder Hefe hat Siemens Österreich gemeinsam mit der Fachhochschule Wiener Neustadt und der Technischen Universität (TU) Wien nun ein autonomes Fermentersystem entwickelt.

Bei der Fermentation werden die Zellen, die entweder das pharmakologische Produkt oder eine Vorläufersubstanz bilden, vermehrt. Dabei gelte es, bei pH-Wert, Glukose- und Sauerstoffkonzentration kritische Grenzwerte nicht zu über- oder unterschreiten, teilt Siemens in einer Aussendung mit. Bisher wurden zur Überwachung der Kultivierung mit einer Pipette Proben entnommen und manuell Nährlösungen zugeführt. "Beides kann jedoch zu Verunreinigungen und Ungenauigkeiten führen", wird Johannes Österreicher von der Siemens Forschungsabteilung Corporate Technology zur bisher gängigen Praxis zitiert.

Hier setze das neu entwickelte Fermentersystem an (AFCoSy; Autonomous Fermentation Control System), das autonom arbeite und eine kosteneffiziente Prozesssteuerung ermögliche. Dabei definiert der Anwender vor dem Einsatz die Parameter zur optimalen Fermentation, während des Wachstums der Zellen ist kein weiterer Eingriff nötig. Über einen dreiteiligen Steuerkopf werden die Bedingungen, unter denen die Fermentation abläuft, sowie mögliche Veränderungen der Mikroorganismenkulturen automatisch gesteuert.

Der Prozess, der ohne komplexen Aufbau mit vielen Schläuchen und Pumpen auskomme, spare Zeit und verbessere die Qualität des Produktes, weil Kontaminationen und Zugabefehler vermieden werden. Außerdem werde weniger Material benötigt, weil weniger Proben angesetzt werden müssen. "Wir haben ein spezielles Messverfahren entwickelt, das mit einem einzigen Sensor auskommt und in viertelstündlichen Intervallen pH-Wert, Sauerstoffpartialdruck und Glukosewerte bestimmt. Üblicherweise werden dafür mindestens zwei Sensoren benötigt", so Österreicher. Die Methode ist laut Siemens besonders für die personalisierte Medizin und die Pharmaindustrie interessant.

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