Entwicklung von Methoden zur flow-cytometrischen Analyse von transient-state Kultivierungen von Ralstonia eutropha
Die Effizienz mikrobieller Leistungen bei Fermentationsprozessen ist sehr stark gekoppelt an die augenblickliche Lebensphase des einzelnen Organismus. Ziel ist daher, Methoden zum Prozessmonitoring zu entwickeln, die eine Beurteilung des Zustandes der Mikroorganismen während der Kultivierung erlauben, und darauf aufbauend ein Prozesskontrollsystem zu entwickeln. Als Modellsystem wurde Ralstonia eutropha JMP 134 ausgewählt, da von diesen Mikroorganismen bekannt ist, dass sie sowohl die Fähigkeit besitzen, Umweltschadstoffe (z.B. Phenol) abzubauen als auch Poly-ß-hydroxybuttersäure zu synthetisieren. Die geplanten Kultivierungen in Chemostaten sind so angelegt, dass nach Bestimmung der maximalen Wachstumsgeschwindigkeit unter Optimalbedingungen mit Hilfe der transient-state-Technik der Einfluss einzelner veränderter Faktoren auf den Lebenszyclus der Organismen untersucht wird. Zur segregierten Erfassung der Zellzustände kommen die Flow-Cytometrie und ein rechnergestütztes Mikroskop-Bildverarbeitungssystem zum Einsatz. Die Ergebnisse der Methoden des Monitorings werden verglichen und hinsichtlich ihrer Möglichkeit beurteilt, den Prozess umfassend zu beschreiben, so dass optimale Prozesssteuerungsstrategien vorgeschlagen werden können. Da die Flow-Cytometrie bei der Messung von Mikroorganismen relativ selten angewandt wird, erlaubt der Vergleich beider Methoden eine weitere Verifizierung dieses Verfahrens bei der Vermessung kleinster Partikel. Dazu wird eine neuartige Flow-Cytometrie-Hard- und Software implementiert.
Projektfinanzierung:
- Umweltforschungszentrum Leipzig GmbH