NutriJet - Entwicklung und Test eines Labortischgerätes zur vollautomatischen Herstellung von Flüssigkulturnährmedien

Insbesondere bei der Herstellung von pflanzlichen Wirk- und Inhaltsstoffen für die Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie kommen zunehmend gezielt erzeugte und auf die Produktion eines konkreten Zielprodukts abgestimmte pflanzliche Zell- und Gewebekulturen (z. B. Kallus-Kulturen und Hairy roots) zum Einsatz. Zur Steigerung der Ausbeute an Zielmetaboliten in den einzelnen Kulturen sind umfangreiche Versuchsreihen insbesondere hinsichtlich der Optimierung der Zusammensetzung des individuell angepassten Nährmediums durchzuführen.
Der Bedarf an zeitsparenden, standardisierten Verfahren für die effiziente Versuchsvorbereitung steigt damit erheblich. Treibende Kraft sind die Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie sowie Forschungseinrichtungen, die mit der Erzeugung hochproduktiver pflanzlicher in vitro Zell- und Gewebekulturen beauftragt sind. Weiterhin besteht durch den Umstand, dass eine Gefrierkonservierung solcher pflanzlicher Zell- und Gewebekulturen zurzeit nur experimentell möglich ist , die Notwendigkeit, eine Subkultivierung der vorzuhaltenden Kulturen im 14- bzw. 21-tägigen Rhythmus durchzuführen, was den Verbrauch an Nährmedium weiter erhöht und erhebliche Kapazitäten im Laborbetrieb bindet. Generell kann ausgesagt werden, dass eine großskalige Produktion von Nährmedium durch etablierte Hersteller bereits automatisiert durchgeführt wird. Der Bezug eines speziell abgestimmten Nährmediums über einen solchen Anbieter ist jedoch im vorliegenden Fall nicht möglich, weil

die Zusammensetzung zu komplex ist,
die Abnahmemenge zu gering,
eine Degeneration unmittelbar nach der Herstellung einsetzt.

Schema NutriJet — Prinzipaufbau NutriJet-Komplettgerät (1) Waage; (2) Magnetrührer; (3) Rezeptsteuerung (Touchpanel); (4) Vorlagebehälter 1 (pulvrig); (5) Vorlagebehälter 2 (flüssig); (6) Vorlagebehälter 3 (pulvrig); (7) Vorlagebehälter 4 (flüssig); (8) Thermodrucker für Etiketten; (9) Vorrichtung zur Selbstreinigung; (10) Monitoring Vorlagebehälter; (11) Vorlageanschluss dH2O

Gängig ist daher eine Herstellung des Nährmediums im Labor vor Ort aus den einzelnen pulvrigen und flüssigen Bestandteilen im einstelligen Litermaßstab zur sofortigen Weiterverwendung, wobei aufgrund der Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse besonders auf die Genauigkeit der einzelnen Einwaagen geachtet werden muss. Aus dieser Situation heraus haben die unten genannten Projektpartner den Entschluss gefasst, gemeinsam die Entwicklung eines innovativen Labortischgeräts für die vollautomatische Herstellung von Flüssigkulturnährmedien voranzutreiben.