Fermentationstechnik II

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

F-II

51035

6

2

P+V

-

 

 

2

Bilanzierung der Fermentationsprozesse: Batch- und Fed-batch-Fermentation; kontinuierliche Fermentationsführung.

Kinetik mikrobieller Reaktionen – Wachstum, Substratverbrauch und Produktbildung.

Sauerstofftransport in mikrobiellen Systemen: Theorie des Sauerstoffüberganges: Henry Gesetz; Relation Sauerstofftransport/Transport anderer Substrate; kurze Darstellung/Wiederholung der Methoden zur kLa-Bestimmung; Kopplung Sauerstofftransport/Impulstransport; Kopplung Sauerstofftransport/mikrobielle Stoffwandlung; Stofftransport durch Diffusion.

Rühren/Mischen/Impulstransport: Parameter zur Charakterisierung des Rührens; Leistungseintrag; Scherwirkung; Mischzeit.

Maßstabübertragung: Modellierung, Bioreaktorauswahl.

 

Literatur:

·           Biochemical Engineering Fundamentals, Bailey, J.E. und Ollis, D.F., McGraw-Hill Chemical Engineering Series, 1986.

·           Skript.

Schriftliche Prüfung

Seminaristischer Unterricht,

Vorlesung

Prof. Dr. Popovic
           

Praktikum zur Fermentationstechnik

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

FATL

51036

6

4

P+Ü

-

 

 

4

Fermentertechnik: Einweisungen an verschiedenen Fermentern (Rührkessel, Blasensäule, Schlaufenfermenter) und Messgeräten.

Steriltechnik: Sterilisation von Kulturgefäß, Gleitringdichtung, Probennahmeventil; Zu- und Abluftfiltration.

Bioverfahrenstechnische Aspekte: Methoden zur Bestimmung des Sauerstoffeintrages, des Gasgehaltes, des Leistungseintrages, der Umlaufgeschwindigkeit und der Mischzeit.

Bioprozesse: Insterile Batch-Fermentation eines acidophilen Hefestammes; sterile Batch-Fermentation eines Polysaccharidbildners.   

 

Literatur:

·           H. Diekmann, H. Metz: Grundlagen und Praxis der Biotechnologie, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1991.

·           W. Crueger, A. Crueger : Biotechnologie – Lehrbuch der angewandten Mikrobiologie, Oldenburg Verlag, München 1989.

·           Skript.

Schriftliche und mündliche Prüfungen

Protokoll

Praktische Arbeit

Seminaristischer Unterricht

Laborübung

Prof. Dr. Popovic
           

Aufarbeitungstechnik II

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

A-II

51038

6

2

P+V

-

 

 

2

Chemischer, biologischer und physikalischer (mechanischer und nicht mechanischer) Zellaufschluß zur Freisetzung intrazellulärer Produkte. Fällungsmethoden zur Konzentrierung und Fraktionierung von Bioprodukten. Zweistufige Extraktion von Proteinen mit wäßrigen 2-Phasensystemen. Proteinextraktion mittels inverser Micellen. Einsatz der Chromatographie für die Feinreinigung von biotechnologischen Produkten. Theoretische Grundlagen der Chromatographie und Darlegung der Methoden, wie  Gelfiltration, Ionenaustauschchromatographie, Hydrophobe Interaktionschromatographie und Affinitätschromatographie; Erstellung einer logischen Reinigungssequenz ; Scale-up von Chromatographieverfahren, Verfahrensoptimierung, Prozesshygiene, Cleaning-in-place,; Aufgabenverteilung zwischen Forschungslabor, Technikum und Produktionsanlage; Trocknung (Konzentrierung, Konservierung  und Konditionierung)  biotechnologischer Produkte; Arbeitsweise  von Kontakttrocknern, Konvektionstrocknern und Gefriertrocknern und deren Einsatzgebiete

Literatur:

·           Skript

·           J.A. Asenjo, Separation Processes in Biotechnology, Marcel Dekker Inc., New Yorck, 1990

·           G. Stephanopoulos, Biotechnology Vol. 3, Bioprocessing, VCH Weinheim, 1993

Schriftliche Prüfung

Seminaristischer Unterricht

Vorlesung

Prof. Schütte
           

Praktikum zur Aufarbeitungstechnik

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

BATL

51039

6

4

P+Ü

-

 

 

4

Zellaufschluß im analytischen (Schwingmühle) und präparativen (Hochdruckhomogenisator) Maßstab. Bestimmung der Aufschlußgeschwindigkeitskonstanten mit einer Rührwerkskugelmühle. Zellernte durch Cross-Flow-Filtration und Vakuumdrehtrommelfiltration. Bestimmung von  Filtrationswiderstandswerten und Prozeßparametern für die Vacuumdrehtrommelfiltration. Abtrennung der Zellmasse aus einem Zellhomogenat mittels 2-stufiger Extraktion mit wäßrigen 2-Phasensystemen, Scale-up des Verfahrens und Bestimmung der Arbeitsparameter für einen Separator mit Trenntrommel.  Fraktionierte Fällung  von Enzymen mit Ammoniumsulfat;  Packen einer Säule und Bodenzahlbestimmung. Konditionierung einer Proteinlösung durch Gelfiltration und Diafiltration. Trennung der Enzyme Fumarase und Glucose-6-phosphat Dehydrogenase durch Ionenaustauschchromatographie und Hydrophobe – Interaktions-Chromatographie.

Literatur:

·           Skript

·           Schmander, H. – P.; Methoden der Biotechnologie. Gustav Fischer Verlag Jena-Stuttgart; 1994; ISBN: 3-331-60836-0

Schriftliche Prüfung

Protokoll

Laborübungen

Prof. Schütte
           

Angewandte Biochemie

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

ABC

51040

6

3+6

P+V+Ü

-

 

 

9

Vorlesung:

Immobilisationstechniken: Anwendung immobilisierter Biomoleküle und Zellen. Chemische Grundlagen der verschiedenen Immobilisationstechniken für ganze Zellen, für Makromoleküle und für kleinere Moleküle. Eignung und Verwendungmöglichkeit fester Trägermaterialien unter chemischen und physikalischen Aspekten. Aufbau, Prinzip und Einsatz von Biosensoren.

Immunchemie: Immunisierung, Impfstoffe, therapeutische Antikörper. Reinigung von Antikörpern und Herstellung von Antikörperfragmenten. Markierung von Antigenen und Antikörpern mit Enzymen. Immunologische Testverfahren: homogene und heterogene Immunoassays, Enzymimmunoassay, Fluoreszenztechniken.

Proteinchemie: Proteinstrukturen. Proteincharakterisierung, Hochauflösende elektrophoretische Trennmethoden, Elektroblotting, enzymatische und chemische Spaltungen, Peptidtrennung und Nachweis, Proteinhydrolyse, Aminosäureanalyse, posttranslationale Modifikationen, Proteinsequenzierung, Voraussagen von Sekundärstrukturen, Bestimmung der Sulfhydryl- und der Disulfidgruppen, Massenspektrometrie von Peptiden und Proteinen, Bioinformatik

 

Praktikum:

Immunchemie: Isolierung von Antikörpern aus einem Antiserum. Herstellung von Fab-Fragmenten. Immunosorption. Herstellung eines Antikörper-Enzymkonjugats. Herstellung eines Hapten-Enzymkonjugats. Durchführung eines nicht-kompetitiven "two-site" Enzymimmunoassays und eines kompetitiven Enzymimmunoassays zur Bestimmung eines Proteins bzw. eines Haptens.

Praktikum:

Immobilisationstechniken: Einsatz fester Trägermaterialien mit verschiedenen funktionellen Gruppen und deren Umformung abhängig von der Kopplungskomponente. Immobilisation von Enzymen und Zellen mittels Quervernetzung, Zelleinschluß mittels ionotroper Gelbildung. Bau einer Enzym-Elektrode zur Glukose-Bestimmung. Kovalente Chromatographie

Proteinchemie: 2D-Elektrophorese, Enzymatische Spaltungen, Peptidtrennung, SDS-PAGE, Elektroblotting, Proteinhydrolyse, Aminosäureanalytik, Aminosäuresequenzanalyse, Entsalzung, Datenbanken

Literatur:

Immobilisationstechniken:

·           Bioconjugate Techniques, G.T. Hermanson (1996), Academic Press

·           Biosensors, E.A.H. Hall (1990), Open University Press

·           Immobilisierte Biokatalysatoren, H. Hartmeier (1986), Springer-Verlag

Immunchemie:

·           Monoclonal Antibodies; J.H. Peters, J.H. Baumgarten, H. (Eds), Springer-Verlag 1992

·           Practice and theory of enzyme immunoassays, Tijssen, P., Elsevier 1985

·           Proteinchemie

Proteinchemie:

·           Protein Structure Analysis, R.M. Kamp, T. Choli-Papadopoulou, B. Wittmann-Liebold, Springer Verlag 1997

·           Advanced Methods in Protein Microsequence Analysis, B. Wittmann-Liebold, Johann Salnikow, Volker Erdmann, Springer-Verlag1986

·           3. Bioanalytik, F. Lottspeich, H. Zorbas,  Spektrum Akademischer Verlag 1998

Schriftliche und mündliche Prüfungen

Protokoll

Seminaristischer Unterricht,

Vorlesung,

Laborübung

Prof. Dr. Kamp,

Prof. Dr. Wombacher,

Prof. Dr. Wörner
           

Zell- und Molekularbiologie

 

Kurzbeschreibung und Referenzen

Leistungsbewertung

Methoden

Dozenten

Kurzbez.

LV-Nr.

Semester

SWS

Status

Voraus-

setzungen

 

Credits

ZMB

51041

6

3+6

P+V+Ü

-

 

 

9

Vorlesung: Grundlagen der Zellkulturtechniken; Transfektions-Methoden für eukaryontische Zellen; Reportergene;  Massenzellkulturen; Isolierung von Nukleinsäuren; Grundlagen der PCR; nested-PCR; Differential Display- und Real-Time-PCR; Grundlagen der DNA-Sequenzierung; Biologie der Plasmide; Aufbau und Anwendung von Transposons;Vektorentwicklung basierend auf den Phagen Lambda und M13

Praktikum: Grundlagen der Zellkulturtechniken; transiente Transfektion; Nachweismethoden;

PCR; RT-PCR eines house-keeping Gens; RNA-Präparation; Transposonmutagenese;Transformation; Plasmidisolierung: Miniprep., CsCl-Etbr-Gradient; Aufklärung eines Biosyntheseweges

Voraussetzungen: Grundlagenwissen in Biochemie, Mikrobiologie und Molekularbiologie

 

Literatur:

·           T. Lindl, J. Baur: Zell- und Gewebekultur, Fisher

·           R. I. Freshney: Tierische Zellkulturen, W de Gruyter

·           R. Knippers: Molekulare Genetik, Thieme

·           W. Schumann: Biologie bakterieller Plasmide, Vieweg

 

Klausur

Referat

Protokoll

 

Seminaristischer Unterricht,

Vorlesung,

Laborübung

Prof. Dr. Gross Prof. Dr. Schilf

Prof. Dr. Speer