Bei Bioprozessen verwenden Forschende in der Regel lebende Zellen oder deren Komponenten wie Bakterien oder Enzyme, um ein Produkt zu erhalten; eingesetzt werden sie unter anderem in der Abfallwirtschaft, der Lebensmittel- und der Chemieindustrie sowie in der Pharmazie. In der Entwicklung solcher Prozesse verwenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler langwierige offline-Messtechniken, die sich zwischen Fermentation und Aufarbeitung unterscheiden. Hier setzt das neue Projekt „RaSenT Bio“ an: Die Projektpartner wollen zukünftig den Großteil dieser zeitraubenden Tätigkeiten obsolet machen, indem neben existierenden online-Größen wie Temperatur, pH-Wert oder Druck mit der Raman-Spektrometrie eine online-Messtechnik mit hohem Informationsgehalt zum Einsatz kommt, die viele relevante Konzentrationen zeitlich hochaufgelöst messen kann.
Noch ist die Anwendung der Raman-Spektroskopie in der Bioprozesstechnik exotisch – auch, weil es für diese optische Messtechnik kaum Routineinstrumentierung gibt und die Datenauswertung komplex ist. Durch ein speziell für biotechnologische Prozesse neu entwickeltes Raman-Gerät mit automatisierter Spektrenauswertung wollen die Projektbeteiligten diese Nachteile lösen, ohne das aktuell hervorragende Auflösungsvermögen der Raman-Spektroskopie einzuschränken.
Raman-Messtechnik als Standard-Werkzeug
„Im Anfang April beginnenden Projekt arbeiten Expertinnen und Experten aus Akademia und Industrie zusammen, um die rasende Entwicklung ganzer Bioprozesse mit einer hochauflösenden Messtechnik, der Raman-Spektroskopie, zu ermöglichen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Michael Zavrel vom Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit der Technischen Universität München (TUM), dessen Professur Bioverfahrenstechnik das Projekt leitet. „RaSenT Bio“ soll wesentliche Erkenntnisse liefern, um die Raman-Technologie in der Bioprozessentwicklung zu einem etablierten Standard-Werkzeug zu machen.
Bei „RaSenT Bio“ kooperieren mehrere Projektpartner eng miteinander, die Expertisen aus verschiedenen Fachdisziplinen einbringen: Die wissenschaftliche Begleitung des Projekts übernimmt die TUM mit der Professur für Bioverfahrenstechnik und dem Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie. Aus der Industrie sind Soliton Laser- und Messtechnik GmbH und Insempra GmbH beteiligt, der international führende Technologiekonzern Schott AG fungiert als assoziierter Partner. Am Mittwoch fand das erste „RaSenT Bio“-Projekttreffen am TUM Campus Straubing statt.
Schaffung neuer Arbeitsplätze möglich
„Unser Ziel ist es, für Raman-Spektrometer-Hersteller neue Anwender zu generieren und für Biotechnologiefirmen die Zeit, um Produkte auf den Markt zu bringen, erheblich zu verkürzen. Wir wollen neue Arbeitsplätze schaffen, vor allem in Bayern, wo diese Entwicklungen ihren Ursprung haben werden“, sagt Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Zavrel vom TUM Campus Straubing.
Die Bayerische Forschungsstiftung unterstützt das für drei Jahre angelegte Projekt unter dem Titel „Innovative Raman-Sensor-Technologie zur beschleunigten Entwicklung von Bioprozessen“ mit fast einer Million Euro.
