Reaktionstechnische Untersuchungen des phototrophen Wachstums von Rhodopseudomonas palustris in mikrofluidischen Photobioreaktoren

PhotobioreaktorHintergrund

Das Purpurbakterium Rhodopseudomonas palustris ist aufgrund seines vielfältigen Metabolismus sehr interessant für die angewandte Biotechnologie. Neben der Fixierung von CO2 kann R. palustris auch toxische Substanzen wie Acrylamid zum Wachstum nutzen und bildet eine kaum erforschte Produktionsquelle zur Gewinnung von interessanten biotechnologischen Produkten wie Coenzym Q10 oder 5-Aminolävulinsäure. Zusätzlich zu einer C-Quelle brauchen diese Mikroorganismen für die Photobiokatalyse Licht. Allerdings werden durch Lichtwege und zunehmende Biomassekonzentrationen sowie durch Blasenbildung Heterogenitäten im Photobioreaktor hervorgerufen, die einen deutlichen Einfluss auf die Produktivität unter bestimmten experimentellen Bedingungen haben. Um die Möglichkeiten dieses Organismus bei der Erzeugung von hochwertigen Produkten sowie bei der Reinigung von Industrieabwässern voll auszuschöpfen soll das Wachstum von R. palustris in verschiedenen Photobioreaktoren untersucht und optimiert werden.
Ziele
  • Entwicklung des mikrofluidischen Photobioreaktors in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrotechnik
  • Entwicklung und Etablierung der offline und online Analytik (HPLC, MS)
  • Analyse von Zellwachstum bei unterschiedlichen Licht und Kultivierungsbedingungen
  • Etablierung der Einzelzellanalyse (Durchflusszytometrie)
  • Entwicklung einer mikrofluidischen elektrophoretischen Produkttrennungsanlage (IFEF) .
Publikationen
0. Salazar-Peña R, Lippe K, Alcaraz-González V, Franco-Lara E (2010)
Advanced modeling for media composition optimization applied to phototrophic growth.

IFAC P SER 11(1).

0. Havel J, Franco-Lara E, Weuster-Botz D (2008)
A parallel bubble column system for the cultivation of phototrophic microorganisms.

Biotechnol. Lett. 30:1197-1200.

0. Franco-Lara E, Link H, Weuster-Botz D (2006)
Evaluation of artificial neural networks for modelling and optimization of medium composition with a genetic algorithm.

Process Biochem. 41:2200-2206.

0. Havel J, Link H, Hofinger M, Franco-Lara E, Weuster-Botz D (2006)
Comparison of genetic algorithms for experimental multi-objective optimization on the example of medium design for Cyanobacteria.

Biotechnol. J. 1:549-555.

0. Franco-Lara E, Havel J, Peterat F, Weuster-Botz D (2006)
Model-supported optimization of phototrophic growth in a stirred-tank photo-bioreactor.

Biotechnol. Bioeng. 95:1177-1187.