Fed-Batch in der Mikrotiterplatte – einfach gemacht

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Freisetzung von Nährstoffen
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Inerte Silikon-Matrix enthält den Nährstoff

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Medium kommt in Kontakt mit der Silikon-Matrix

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Nährstoff wird kontinuierlich herausgelöst und erlaubt eine kontrollierte Fütterung. Die Silikon-Matrix bleibt stabil und erhalten.

Unsere Technologie ermöglicht auf einfache Weise ein Fed-Batch Screening in Mikrotiterplatten (MTP) zu realisieren. Sie basiert auf einer Silikon-Matrix, in welche Nährstoffe eingebettet sind. Bei Kontakt mit Flüssigkeit erfolgt eine kontinuierliche Nährstofffreisetzung in das Medium. Dies erlaubt eine kontrollierte Fütterung der Kultur. Die Produkte der Feeding-Technologie werden steril ausgeliefert und sind einfach mit Standardlaborausstattung nutzbar.

Vergleich eines katabolitreprimierten Stammes in einer Batch und einer Fed-Batch Kultivierung

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Kultivierungsverlauf Batch
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Komplette Glukose liegt zu Beginn vor

Im klassischen Batch-Screening wird die komplette Menge an Glukose im Medium vorgelegt. Die Konzentration der Glukose in der Lösung nimmt kontinuierlich ab.

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Glukoseüberschuss

Durch den Glukoseüberschuss vermehren sich die Zellen exponentiell, ohne das gewünschte Produkt zu bilden. Die Produktbildung ist in dieser Zeit unterdrückt (katabolitreprimiert). Die Gefahr einer Sauerstofflimitierung sowie die Bildung von unterwünschten Nebenprodukten ist hoch.

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Glukoseüberschuss

Durch den Glukoseüberschuss vermehren sich die Zellen exponentiell, ohne das gewünschte Produkt zu bilden. Die Produktbildung ist in dieser Zeit unterdrückt (katabolitreprimiert). Die Gefahr einer Sauerstofflimitierung sowie die Bildung von unterwünschten Nebenprodukten ist hoch.

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Kurze Produktivphase

Erst wenn die Glukose nahezu aufgebraucht ist, beginnt die Produktbildung. Die Katabolit-Repression ist aufgehoben. Die verbliebene Glukose ist so gering, dass die Produktbildung nach kurzer Zeit zum Erliegen kommt.

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Viel Biomasse, wenig Ertrag

Am Ende der Batch Kultivierung wurde hauptsächlich Biomasse gebildet, die Produktausbeute ist gering.

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Viel Biomasse, wenig Ertrag

Am Ende der Batch Kultivierung wurde hauptsächlich Biomasse gebildet, die Produktausbeute ist gering.

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Kultivierungsverlauf Fed-Batch
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Kontinuierliche Zugabe von Glukose

Die Kuhner Feeding-Technologie setzt bereits im Screening kontinuierlich Glukose im Medium frei. Die Bedingungen sind somit vergleichbarer zum späteren Produktionsprozess. Dies erlaubt eine optimale Stammauswahl.

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Die Produktivphase wird schneller erreicht

In der Zellwachstumsphase akkumuliert die freigesetzte Glukose im Medium kurzzeitig. Die Zellen wachsen exponentiell und bilden Biomasse, bis die angesammelte Glukose verbraucht ist. Die darauffolgende Produktivphase ist zügig erreicht.

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Kontinuierliche Produktbildung

Die Glukosekonzentration im Medium ist nahezu null, da die freigesetzte Glukose sofort verstoffwechselt wird. Die Zellen sind dadurch nicht katabolitreprimiert und es wird kontinuierlich Produkt gebildet. Die Umwandlung von Glukose in Produkt ist hier maximal effizient.

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Optimale Produktausbeuten

Durch die lange Produktivphase wird bei geringerer Biomassekonzentration deutlich mehr Produkt gebildet. Die Produktausbeute ist hoch und mit dem späteren Produktionsprozess vergleichbar.

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Optimale Produktausbeuten

Durch die lange Produktivphase wird bei geringerer Biomassekonzentration deutlich mehr Produkt gebildet. Die Produktausbeute ist hoch und mit dem späteren Produktionsprozess vergleichbar.