Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-
Der Laborkomplex bietet innovative und nachhaltige Lösungen für komplexe Fragestellungen unserer Kunden. Mit einem umfangreichen Methoden- und Gerätespektrum werden interdisziplinäre und industrienahe Forschungs- und Entwicklungsprojekte durchgeführt.
Im Biomedizinischen Laborkomplex wird unter anderem der Einsatz von Mikroorganismen zur kreislauforientierten Herstellung von Basischemikalien für die chemische, pharmazeutische, Agrar- und Umweltindustrie adressiert. Dabei setzen wir zunehmend auf die Nutzung phototropher Mikroorganismen für CO2-neutrale und chemikalienfreie Produktionsverfahren. Des Weiteren untersuchen wir elektronenstrahlbehandeltes Saatgut als qualifizierte chemikalienfreie Alternative zum herkömmlichen Saatgutbeizen.
Für die Biomasseproduktion und Optimierung der Produktsynthese im Labormaßstab stehen verschiedenen Bioreaktorsysteme zur Verfügung. Eine Hochskalierung auf den 50-Liter-Technikumsmaßstab ist möglich. Zur Zellanalyse sind verschiedene Nachweissysteme zur Beurteilung der Viabilität, Proliferation, Differenzierung und des Membranpotenzials etabliert. Wir präparieren verschiedene Gewebe und können diese mittels Elektronenstrahltechnologie chemikalienfrei modifizieren.
Das Leistungsangebot des Laborkomplexes umfasst u.a.:
- Laboratorien für Mikrobiologie, Zellbiologie, Biotechnologie, Material- und Bioanalytik, Chemie
- Mikroskopie-Pool
- Prüfung der Biokompatibilität und Biofunktionalität von Materialien, Zytotoxizitätsprüfungen
- Zellanalyse: Beurteilung von Viabilität, Proliferation, Differenzierung, Änderungen in Zellzahl, Zellzyklus und Membranpotenzial
- Sterilitätsnachweis und Bioburdentest
- Mikro- und zellbiologische Analysesysteme z. B. zur Aufnahme von Wachstumskurven
- Biotechnologische Prozesskontrolle
- DNA- und Proteinanalytik
- Material- und Oberflächenanalytik
Entwicklung einer innovativen Bioreaktorkleinanlage mit integrierter niederenergetischer Elektronenstrahlquelle als Demonstrator
In einem von der Fraunhofer-Gesellschaft geförderten Projekt (SME BioIntElekt, Förderkennzeichen: 601 015) stand die Entwicklung eines Demonstrators aus einer niederenergetischen Elektronenstrahlquelle in Verbindung mit einem gerührten Laborbioreaktor im Mittelpunkt. Mit der Entwicklung des Demonstrators zielte das Projekt auf die Verknüpfung von Elektronenstrahltechnologie und Biotechnologie, um ein Verfahren zur effizienteren Umsetzung biotechnologischer Prozesse in Flüssigkeiten zu entwickeln. Dies wurde am Beispiel der mikrobiellen Erzlaugung (Biolaugung) demonstriert, bei der spezielle eisen- und säureliebende Bakterien eingesetzt werden, um Metalle aus ihren unlöslichen Erzen in wasserlösliche Salze umzuwandeln. Dadurch können die Metalle aus dem Erz herausgelöst werden. Ziel war es, eine biopositive, stimulierende Wirkung niedriger Dosen von niederenergetischen Elektronen bei der Biolaugung von Kupfererz nachzuweisen.
Im Projekt konnte der Nachweis der stimulierenden Wirkung niederenergetische Elektronen auf Bakterien bei der Biolaugung erbracht werden. Damit kann das Verfahren im nächsten Schritt über Machbarkeitsstudien an verschiedene biotechnologische Anwendungen angepasst werden.