Projekte

Abgeschlossene Projekte

de.NBI-Partner: MetaProteomanalyzer Service
Laufzeit: 01.11.2016 bis 31.12.2021

Die Metaproteomik zielt auf die Erforschung zellulärer Funktionen komplexer Lebensgemeinschaften und ergänzt die Metagenomik und Metatranscriptomik als häufig eingesetzte Werkzeuge in der mikrobiellen Ökologie. Bioinformatische Werkzeuge, die für die Proteomik von Reinkulturen entwickelt wurden, können nicht zufriedenstellend als Ergebnis benutzt werden. So führen Datenbanksuchen für die Proteinidentifizierung mit Metagenomsequenzen zu einer hohen Zahl redundanten Hits in den Suchergebnissen in Bezug auf Taxonomy und Funktion identifizierter Proteine. Für eine bessere Auswertung von Metaproteomdaten wurde deshalb MetaProteomAnalyzer (MPA) Software entwickelt. Im Rahmen von MetaProtServ soll das benutzerfreundliche Programm mit einer graphischen Oberfläche als Webservice verfügbar gemacht werden, um mehr Wissenschaftler von den Vorteilen der Metaproteomik zu überzeugen. Gezieltes Training von Anwendern und ein individueller Support sollen die Zugänglichkeit dieser Software in der wissenschaftlichen Gemeinschaft erleichtern. Die Funktionalität und die Wartungsfreundlichkeit werden für den zukünftigen Webservice sowie für eine eigenständige Version parallel basierend auf einem gemeinsamen Code und einer gemeinsamen Struktur weiterentwickelt.
Die Projektaktivitäten werden koordiniert von Dr. Dirk Benndorf (https://forschung-sachsen-anhalt.de/pl/benndorf-84560).

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Biokatalysatoren in Bioreaktoren: Monitoring, Regelung und multikriterielle Optimierung von Biogasprozessen
Laufzeit: 01.06.2017 bis 30.04.2021

Hauptziel des Vorhabens ist die Charakterisierung der mikrobiellen Stoffwechselaktivitäten in semi-kontinuierlich betriebenen Biogasreaktoren auf Basis vorrangig auftretender mikrobieller Proteine und Enzyme. Die Ergebnisse dieser Studie sollen zur Entwicklung von Strategien zur Unterstützung der Hydrolyse von nachwachsenden Rohstoffen (multikriterielle Optimierung) mittels der gezielten Zugabe von ergänzenden Enzymen pilzlichen Ursprungs komplementär zum bereits vorhandenen endogenen Hydrolysepotenzial dienen. Im Rahmen von Teilvorhaben II erfolgt die systemanalytische Begleitforschung zu den mikrobiellen Stoffwandlungsprozessen der im Teilvorhaben I stattfindenden Fermentationen. Ziel ist die Ermittlung der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften auf taxonomischer und funktioneller Ebene, das Monitoring von Veränderungen in der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaften während der durchgeführten Fermentationen und der jeweiligen prozesstechnischen Variation sowie die Ermittlung von Veränderungen in der metabolischen Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaft. Hierzu soll ein kombinierter Ansatz bestehend aus der kontinuierlichen Erfassung der mikrobiellen Populationsdynamik mittels DNA-basierten TRFLP-Fingerprints und punktuell erfolgender Charakterisierung der Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft und deren metabolischem Potential mittels hochauflösenden und kombinierten OMICS-Technologien angewandt werden. Durch den bioinformatischen Abgleich aller erhaltenen Datensätze soll ein funktionelles Netzwerk der Systemmikrobiologie erstellt werden.

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Biogas-Messprogramm III - Teil 2: Systemmikrobiologie; Teilvorhaben 3: Enzymatische Biodiversität
Laufzeit: 01.12.2015 bis 30.11.2019

In Biogasanlagen bewirkt eine komplexe und dynamische mikrobielle Lebensgemeinschaft den anaeroben Aufschluss und Abbau der organischen Biomasse zu energiereichem, methanhaltigem Biogas. Der Großteil der beteiligten Mikroorganismen ist bislang jedoch noch unbekannt, ebenso ihr Einfluss auf die Abbaueffizienz und die Reaktorleistung.
Die in Deutschland betriebenen Biomasse-Biogasanlagen wurden bereits im Rahmen der Biogas-Messprogramme I und II systematisch hinsichtlich Leistung, Funktion, Betriebszuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht. Jedoch fehlt bislang eine ebenso systematische Erfassung der in Praxis-Biogasanlagen beheimateten Mikroflora.
Im Rahmen des Biogas-Messprogramms III soll daher ein Fokus der Arbeiten auf die Systemmikrobiologie der Biogasanlagen in Deutschland gelegt werden. Ziel ist die Aufklärung des Einflusses abiotischer Prozessparameter auf die mikrobiellen Lebensgemeinschaften in einem Biogasreaktor und deren Stoffwandlungseigenschaften.
Die Projektaktivitäten werden koordiniert von Dr. Dirk Benndorf (https://forschung-sachsen-anhalt.de/pl/benndorf-84560).

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e:Bio - Modul II - Verbundprojekt: CellSys - Systembiologischer Ansatz zur Entwicklung einer Produktionszelllinie für Influenzavakzine - Teilprojekt A
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.08.2016

Das Ziel des Verbundprojekts CellSys ist die Optimierung eines zellkulturbasierten Prozesses zur Herstellung von Influenzaimpfstoffen mit Hilfe eines systembiologischen Ansatzes. Dabei sollen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung genutzt werden, um die Virusvermehrung in einer humanen Designerzelllinie durch gentechnische Eingriffe gezielt zu steigern und so eine Hochleistungs-Produktionsplattform für Grippeimpfstoffe zu entwickeln.

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Prozesskontrolle und Optimierung der Biogasproduktion mittels Metaproteomanalyse
Laufzeit: 01.08.2011 bis 30.07.2014

Die Biogasproduktion in Biogasanlagen ist die viertwichtigste Form der Erzeugung von erneuerbaren Energien in Deutschland. Bei diesem Prozess wandelt eine komplexe mikrobielle Gemeinschaft unter anaeroben Bedingungen Biomasse in Methan um. Das Methan wird anschließend in Blockheizkraftwerken zur Bereitstellung von Strom und Wärme genutzt. Für die effiziente Biogasproduktion sind stabile Wachstumsbedingungen für die mikrobiellen Lebensgemeinschaften in den Biogasanlagen wichtig. Beispielsweise führt eine zu schnelle Freisetzung von organischen Säuren aus dem Substrat zu einem starken Abfall des pH-Wertes und damit zum Absterben der methanogenen Mikroorganismen. Ziel dieses Promotionsvorhabens ist die Entwicklung eines auf Markerproteinen basierenden Schnelltestes, um diese Prozessprobleme rechtzeitig zu erkennen und ihnen entgegenwirken zu können. Zur Suche nach diesen Biomarkern sollen die mikrobiellen Lebensgemeinschaften auf dem Niveau der Proteine mittels Metaproteomeanalyse untersucht werden. Erwartet wird ein neuartiger Einblick in die Black Box der Biogasbildung, zum Beispiel durch die Detektion von Proteinen, die spezifisch für die Hydrolyse der Substrate und die Methanogenese sind. Einige dieser Proteine sollen anschließend als Biomarker für einen semiquantitativen Schnelltest auf immunologischer Basis genutzt werden. Dieser Schnelltest soll vor Ort eingesetzt werden und dem Anlagenbetreiber ermöglichen Prozessinstabilitäten frühzeitig zu erkennen. Dadurch können entsprechende Gegenmaßnahmen rechtzeitig ergriffen und so die Leistung und die Ausbeute der Biogasanlage verbessert werden.

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Prozessmikrobiologie in landwirtschaftlichen Biogasanlagen Ermittlung der mikrobiellen Diversität in Biogasanlagen sowie von hauptsächlichen verfahrenstechnischen Einflussfaktoren auf die Mikroflora (BIOGAS-BIOCOENOSIS)
Laufzeit: 01.11.2011 bis 31.10.2013

In Biogasanlagen bewirkt eine komplexe und dynamische mikrobielle Lebensgemeinschaft den Aufschluss und Abbau der organischen Biomasse zu methanhaltigem Biogas. Der Großteil der beteiligten Mikroorganismen ist bislang jedoch noch unbekannt, ebenso ihr Einfluss auf die Reaktoreffizienz. Parallel zu dem bereits durch die FNR geförderten Forschungsvorhabens BiogasEnzyme (FKZ 22027707) soll ein begleitendes Monitoring der Prozessmikrobiologie in ausgewählten landwirtschaftlichen Biogasanlagen stattfinden. Da die meisten der Biogas-Mikroben mittels konventioneller mikrobiologischer Verfahren nicht zu kultivieren sind, sollen vorrangig molekulargenetische Ansätze zur kulturunabhängigen Erfassung der mikrobiellen Diversität auf Basis der Sequenzierung ausgewählter mikrobieller Gene (16S rRNA Gen, mcrA Gen) angewandt werden. Mittels modernster Hochdurchsatz-Technologien wie der 454-Pyrosequenzierung soll ein umfangreicher Datenbestand erarbeitet werden, welche eine Analyse der Auswirkung verschiedener Betriebsweisen von Biogasanlagen auf die Prozessmikrobiologie erlauben. Weiterhin sollen ebenfalls Zusammenhänge zwischen Prozessmikrobiologie sowie Reaktorleistung ermittelt werden. Es wird erwartet, dass sich aus dem Datenmaterial Aussagen über besonders prozessrelevante Arten oder Organismengruppen ableiten lassen, welche als Grundlage für eine weitere biotechnologische Optimierung der Biogasfermentation genutzt werden können.

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Analyse von Enzymaktivitäten und Durchführung von Gärversuchen
Laufzeit: 01.12.2012 bis 01.03.2013

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines konkreten enzymatischen Verfahrens zur Vorbehandlung von Rübenpressschnitzel-Silage. Dabei sollen Pektine entfernt, und damit die Viskosität des Gärsubstrats verringert werden. Grundlagen des Projekts bilden Laborversuche in Form von Messungen der Enzymaktivität und der Beurteilung des Gärverhaltens.

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Kultivierung und Infektion von CAP Zelllinien
Laufzeit: 01.08.2009 bis 15.12.2012

Neu entwickelte humane Suspensionszellen sollen überprüft werden, ob sie als Substrat zur Influenzavirus-Vermehrung dienen können. Dabei soll abgeschätzt werden, ob ein Impfstoff Herstellungsprozess analog zu bestehenden Zellkultur-Prozessen möglich wäre. Dazu wird die Vermehrung verschiedener Influenzaviren unter unterschiedlichen Prozessbedingungen bis zu einem Produktionsmaßstab von 1 L im Bioreaktor getestet.

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Einsatz synthetischer Liganden zur Aufreinigung salinsäurehaltiger, rekombinanter humaner Proteine und Impfstoff-Antigene
Laufzeit: 01.10.2008 bis 31.03.2012

Das Projekt hat zum Ziel die Stärkung des Produktionsstandortes in der Biotechnologie sowie die Entwicklung neuer Aufreinigungstechnologien. Unter anderem soll die Entwicklung hochaffiner sialinsäure-spezifischer Liganden zur Aufreinigung rhu-Proteine sowie die Entwicklung hochaffiner kontinuierlicher (SMB) und diskontinuierlicher Trennverfahren für virale Antigene und Influenzaviren und der Ausbau von Ausbildungsmöglichkeiten im Bereich "DSP bilogischer und pharmazeutischer Wirkstoffe" erforscht und verbessert werden.

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Dynamics of Influenza A Virus Replication in Epithelial Cells
Laufzeit: 01.01.2007 bis 31.12.2011

Die in höheren Organismen anzutreffende angeborene Immunität stellt bei viraler Infektion eine erste wichtige Verteidigungslinie dar. Für eine effektive Immunabwehr bedarf es vielfältiger intra- und interzellulärer Signalübertragungsmechanismen. Hierbei können infizierte Zellen den kontrollierten Zelltod, auch Apoptose genannt, auslösen, um eine Virusvermehrung zu verhindern. Diese hochkomplexen Mechanismen sind auch in Zellkulturen vorzufinden, die zur Virusimpfstoffproduktion eingesetzt werden. Daher untersuchen wir am Lehrstuhl Bioprozesstechnik, welche der antiviralen Signalübertragungsmechanismen während der Impfstoffproduktion aktiviert werden. Das bessere Verständnis dieser im Bioprozess auftretenden antiviralen Signalwege und der Apoptose soll es ermöglichen, über molekularbiologische Methoden die Impfstoffausbeute zu steigern.

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Dynamische Systeme in Biologie / Medizin und Prozesstechnik
Laufzeit: 01.06.2008 bis 31.12.2011

Mammalian cells are of increasing importance as host system for virus replication, e.g. in influenza vaccine production. Fundamental virological and cell biological research is focused on qualitative virus-host cell interactions. However, comparatively little is known about the quantitative aspects of virus replication and the correlated host cell response.   In this project, progress of virus infection, extent of influenza virus-induced apoptosis, and impact of cultivation conditions on virus yields are being investigated by flow cytometry in cell cultures. Experimental data sets are used in several collaborations to establish mathematical models describing population dynamics at various levels of complexity.

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FORSYS - Systemanalyse von Signal und Regulationsnetzwerken
Laufzeit: 01.01.2007 bis 31.12.2011

Der interdisziplinäre Studiengang Biosystemtechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg vermittelt den Studenten Wissen aus den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Systemwissenschaften, Biologie und Medizin. Diese Ausbildung im Bereich Systembiologie befähigt Absolventen insbesondere zum Umgang mit großen Mengen an biologischen Daten und ihrer Modellierung und eröffnet ihnen Tätigkeitsfelder in Forschung und Industrie.

Im Rahmen der Umstellung des Studienganges von Diplom auf Bachelor und Master soll die Qualität der Ausbildung durch das Angebot veränderter und neuer Lehrveranstaltungen erhöht werden. Das Projekt unterstützt besonders die Durchführung von Laborpraktika in den biologischen Fächern durch die Bereitstellung von Investitionsmitteln für die Ausstattung der Kursräume sowie durch die Finanzierung von Personal zur Durchführung der Kurse (zum Beispiel Mikrobiologie und Cell Culture Engineerring).

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Purification and Characterization of Vaccinia virus with special emphasis on MVA-BN®
Laufzeit: 01.03.2007 bis 30.09.2009

Development of an affinity chromatography purification of cell culture derived Vaccinia Virus (VV) after an initial host cell homogenization and clearance centrifugation. The affinity chromatography is based on the interaction between the VV surface protein A27L and heparin, which is currently further characterized by surface plasmon resonance technology. In addition, heparin like molecules are investigated. Moreover, classical ion exchange membrane chromatography and cellufine sulfate with heparin derivatized membrane chromatography are characterized including the removal rate of contaminating host cell proteins and DNA.

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Experimentelle Charakterisierung und Dynamik komplexer mikrobieller Gemeinschaften - Wachstumsanalyse einer Modellgemeinschaft mit Relevanz für die klinische Praxis
Laufzeit: 01.10.2005 bis 31.03.2009

Eine medizinisch relevante bakterielle Modellgemeinschaft aus mindestens 3 Spezies soll experimentell untersucht und ihre Wachstumsdynamik mathematisch analysiert werden. Z.B. sollen Konkurrenz oder Kooperation unter den Spezies und wichtige Einflussgrößen des gemeinsamen Wachstums gesucht werden, welche möglicherweise bei Lungeninfektionen eine Rolle spielen. Ein geeignetes mathematisches Modell der Dynamik des heterogenen bakteriellen Systems soll entwickelt werden. Eine eigene molekularbiologische Analysemethode erlaubt die quantitative Überprüfung getroffener Modellannahmen durch Keimzahlbestimmung gemischter Proben. Die quantitative Verifizierung eines Chemostatmodells für 3 Spezies ist unseres Wissens in der Literatur nicht beschrieben und stellt einen hohen Neuigkeitswert dar. Der Einfluss ausgewählter Parameter oder Störgrößen wie z.B. Antibiotika oder Substratwechsel auf die Mischkultur soll in einem computergesteuertem Bioreaktor untersucht werden. Primärziel ist die Etablierung einer reproduzierbaren Mischkultur in einem Gleichgewichtszustand für die weitere Systemanalyse.

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Untersuchung des Einflusses von Genregulatorelementen auf die segregationale Plasmidstabilität und Modellierung von rekombinanten Fermentationsprozessen
Laufzeit: 01.01.2006 bis 31.12.2007

    • Konstruktion von Plasmiden, die das Human- Interferon gamma-Gen exprimieren und unterschiedlich modifizierte Genregulatorelemente enthalten. Die Plasmide sollen sich durch eine unterschiedliche Transkriptions- und Translationseffektivität des heterologen Gens auszeichnen.
    • Durchführung von Batch- und kontinuerlichen Fermentationen zur Ermittlung des Einflusses der Transkriptions- und Translationseffektivität des Human-Interferon gamma - Gens auf die segregationale Stabilität der untersuchten Plasmide.
    • Modellierung und Analyse des Fermentationsprozesses zur Produktion von rekombinantem Human-Interferon gamma mit E.coli. Das Modellieren des Fermentationsprozesses sollte eine Grundvoraussetzung für seine Optimierung sein.
    • Konstruktion von Expressionsvektoren, die einen erhöhten Ertrag an Human-Interferon gamma im Bioreaktor gewährleisten sollen und sich durch eine hohe segregationale Stabilität auszeichnen.

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Charakterisierung eines automatischen, sterilen, totvolumenfreien Probenahme-Moduls für Bioreaktoren
Laufzeit: 01.05.2005 bis 31.01.2006

Probenahme-Sonden sind Teile von manuellen oder automatischen Vorrichtungen zur Probenahme, ohne die Abläufe in Reaktoren nicht umfassend untersucht werden können. In der Fachgruppe Bioprozesstechnik (BPT) am MPI Magdeburg wurde eine Probenahme-Sonde entwickelt und patentiert (WO 2004/033077 A3). Diese erweist sich aus funktionellen und ökonomischen Gründen, wie einfacher Aufbau, Validierbarkeit, unkomplizierte Gestaltung von automatischen Verfahren der Probenahme, als geeignet für die Ausrüstung von Fermentern. Um die Sonde in Fermentersysteme einzugliedern, ist eine eingehende Untersuchung und die Bestimmung von Parametern, wie z.B. Sterilisierbarkeit, Druckstabilität, Förderraten usw. notwendig, die für eine Anwendung als Serienbauteil ausschlaggebend sind. Das Ziel der Arbeit ist ein leistungsfähiges und anwenderfreundliches Produkt.

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Plasmidstabilität update
Laufzeit: 01.02.2005 bis 31.12.2005

1. Konstruktion von Plasmiden, die das Human- Interferon gamma Gen exprimieren und unterschiedlich modifizierte Genregulatorelemente enthalten. Die Plasmide sollen sich durch eine unterschiedliche Transkriptions- und Translationseffektivität des heterologen Gens auszeichnen. 2. Durchführung von Batch- und kontinuerlichen Fermentationen zur Ermittlung des Einflusses der Transkriptions- und Translationseffektivität des Human-Interferon gamma Gens auf die segregationale Stabilität der untersuchten Plasmide. 3. Modellierung und Analyse des Fermentationsprozesses zur Produktion von rekombinantem Human-Interferon gamma mit E.coli. Das Modellieren des Fermentationsprozesses sollte  eine Grundvoraussetzung für seine Optimierung sein. 4. Konstruktion von Expressionsvektoren, die einen erhöhten Ertrag an Human-Interferon gamma im Bioreaktor gewährleisten sollen und sich durch eine hohe segregationale Stabilität auszeichnen.

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Weiterführung der Virusaufreinigung mittels Membranrekuperator
Laufzeit: 01.10.2005 bis 31.12.2005

Aufbauend auf den Ergebnissen einer Studie mit Membranrekuperatoren sollen weiterführende Versuche zur Aufreinigung des Pferde Influenza A NM/1/93 (H3N8) in den Laboratorien des Lehrstuhls Bioprozesstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg durchgeführt werden. Das Ziel des Projekts ist die weiterführende Machbarkeitsstudie zur Influenzavirusaufreinigung von vorgeklärten Fermentationslösungen mittels Membranrekuperatoren.

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Virusaufreinigung mitels Membranrekuperator
Laufzeit: 01.09.2005 bis 30.11.2005

Die Aufreinigung verschiedener Viren mittels Anionenaustausch-Membranchromatographie (AExMCh) ist mehrfach gezeigt worden und findet kommerziellen Einsatz in Kits. Ergebnisse von Aufreinigungsstudien mit Ionenaustauschermembranen zeigen, dass sich die Membranchromatographie von der herkömmlichen Säulenchromatographie durch höhere Bindungskapazitäten, höhere Wiederfindungsraten und erhöhtem Durchsatz unterscheidet. In der Säulenchromatographie gibt es etablierte Systeme wie z. B. die Expanded Bed Chromatographie (EBA), die auch mit ungeklärten Fermentationslösungen beaufschlagt werden können. Diese werden mit Erfolg, z.B. für die Proteinaufreinigung, eingesetzt.Ziel dieser Arbeit ist der Test von einem neuartigen Membran-Chromatographiesystem (Rekuperator), zur Konzentrierung und begrenzten Aufreinigung von Influenza A PR/8/34 (H1N1) aus geklärten Fermentationsbrühen. Abhängig von den Ergebnissen der Versuchsreihen können in einem Folgeversuch ungeklärte Fermentationsbrühen getestet werden.

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Optimierungsstudie: Charakterisierung und Optimierung der MVA Vermehrung in primären HEF zur Herstellung von Impfstoffen
Laufzeit: 15.06.2004 bis 15.06.2005

Optimierungsstudie: Charakterisierung und Optimierung der Vermehrung von Vaccina Viren in primären Hühnerembryo Fibroblasten (HEF) zur Herstellung von rekombinanten Impfstoffen. Weitere Kurzbeschreibungen fehlen.

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Entwicklung eines Microcarrier-basierten Herstellungsverfahrens für einen Impfstoff gegen Schweine-Influenza
Laufzeit: 01.10.2004 bis 30.05.2005

Ein Verfahren zur Vermehrung von MDBK-Zellen auf Microcarriern (Cytodex1, Cytodex 3, …) im Maßstab von 0.5-1.0 L soll etabliert und die Vermehrung des Schweine-Influenza-Virus auf diesem System optimiert werden. Dem Kulturmedium wird tierisches Serum zugesetzt, um die Anheftung der Zellen und damit die Verfahrensentwicklung zu vereinfachen. Das langfristige Ziel, ggf. in einem Folgeprojekt, ist die Entwicklung eines serumfreien Kultivierungsverfahrens.

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Bioreaktor mit Sensorik
Laufzeit: 01.10.2004 bis 31.12.2004

Anwendungsnahes Forschungsvorhaben im Bereich Zellkulturtechnologie zur Entwicklung und Optimierung von Prozessen zur Herstellung von innovativen Impfstoffen, viralen Vektoren, Antigenen und rekombinanten Proteinen.

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Downstream Processing of Viral Vaccines
Laufzeit: 01.06.2004 bis 30.11.2004

The project focuses on chromatographic methods (size exclusion, anion exchange). Inactivated antigen for parallel investigations using different matrices or operating conditions is produced in roller bottles (1-2 L wv) and microcarrier bioreactors (2.5-4 L wv). Chromatography media will be tested in group separation mode to remove bulk protein from the virus. The objective is to maximize purity, viral yield, throughput and cycle times. Ion exchange chromatography will be operated in negative mode (virus in flow-through). Negatively charged species (mainly nucleic acids) are to be retained by the matrix. The aim is a high reduction in host cell DNA (below detection limit) combined with high recovery of the virus.

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Evaluation of membrane techniques in downstream processing of influenza virus
Laufzeit: 01.08.2004 bis 30.11.2004

Use of cross flow microfiltration to replace current depth filtration and ultrafiltration methods in downstream processing of inactivated vaccines. The purpose of the microfiltration step is the removal of contaminants that can pass through the membrane pores, buffer exchange (e.g. low salt buffer) and concentration of the virus particles. The effect of membrane pore sizes on virus retention and contaminant removal will be determined. A range of operating conditions (feed flow/wall shear rates, transmembrane pressure drops) and their influence on processing time, membrane fouling, recovery, etc. will be investigated. In addition a comparison of ion exchange membranes and resins will be conducted in order to compare the performance of ion exchange membranes and resin for virus purification. The performance of membranes and resins will beevaluated by determining breakthrough curves (dynamic capacities), adsorption isotherms, resolution and viral recovery. The results obtained for ion exchange resins and membranes will be compared to results obtained for downstream processing steps currently in use.

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Entwicklung und Erprobung von Prozessführungskonzepten zur Herstellung von inaktivierten Virusimpfstoffen
Laufzeit: 01.06.2001 bis 31.05.2004

On-line Datenerfassung: Entwicklung einer Probenahmeapparatur, die es ermöglicht, kontinuierlich und totvolumenfrei, Proben aus Bioreaktoren zu entnehmen. Prozessüberwachung: Zur Kontrolle der wichtigsten Stoffwechselmetabolite tierischer Zellen. Mathematische Modellierung: Die Herstellung von Impfstoffen in tierischen Zellen geschieht in der Regel in einem zweistufigen Prozess - auf einen Scale-up zur Zellvermehrung folgt die Infektion mit anschließender Virusvermehrung. Im Rahmen des Projektes wurden zunächst umfangreiche Arbeiten zur quantitativen Analyse des Infektionsvorganges durchgeführt. Es wurde ein grundlegendes mathematisches Modell entwickelt, das es gestattet, die Population von uninfizierten Zellen, infizierten Zellen und freigesetzten Viren quantitativ zu beschreiben und Simulationen zur Analyse derjenigen Parameter, die im wesentlichen die Ausbeute von Impfstoffpozessen bestimmen, durchzuführen.

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Entwicklung eines Verfahrens für die großtechnische Herstellung von rekombinanten MVA als AIDS Vakzine in permanenten Hühnerembryofibroblasten
Laufzeit: 01.04.2003 bis 31.01.2004

Für den Einsatz als AIDS-Impfstoff wurde ein rekombinantes Vaccina Virus (MVA) entwickelt, das sich in der klinischen Prüfung Phase II befindet. Als Kultivationssubstrat für MVA dienen primäre Hühnerembryo Fibroblasten (HEF). In der ersten Phase muss für die permanente HEF zunächst im kleinen Maßstab (Zellkulturflasche z.B. T 25) ein geeignetes Kulturmedium gefunden werden, in dem die Parameter für Wachstum, zusätzlich Stoffwechsel und ggf. Anheftung der Zellen an Microcarrier in einem optimalen Bereich liegen. In geeigneten Medien wird die Virusvermehrung orientierend geprüft. Im weiteren Verlauf werden im 0,5-1L Maßstab (Sixfors-Kleinfermenter, WAVE-Reaktor) Stoffwechsel, Wachstum der Zellen mit und ohne Microcarrier und Virusvermehrung in einem Kulturmedium charakterisiert und verglichen. Das hinsichtlich Zellwachstum und Virusproduktion optimierte Verfahren wird anschließend in einen größeren Maßstab (5L Rührreaktor, WAVE) übertragen.

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Entwicklung eines serumfreien Kultivierungsverfahrens von primären Hühnerembryofibroblasten auf Microcarriern
Laufzeit: 01.02.2002 bis 31.12.2003

Primäre Hühnerembryofibroblasten (HEF) dienen als sicheres und effizientes Kultivationssubstrat zur Herstellung einer Reihe veterinärmedizinischer und humanmedizinischer Impfstoffe.Standardverfahren ist derzeit die Kultivierung in der Rollerflasche. Für eine großtechnische Zellkultivierung sind dabei mit hohem personellen und manuellen Aufwand große Stückzahlen von Rollerflaschen zu bearbeiten. Außerdem werden erhebliche Produktionslaborkapazitäten benötigt und die Handhabung einer Vielzahl von Kultivationsbehältnissen vergrößert das Kontaminationsrisiko.Ziel dieses Projektes ist, ein Verfahren zur Kultivierung von primären HEF auf Microcarriern zu etablieren.Die adhärente Zelllinie soll großtechnisch unter serumfreien Bedingungen in Bioreaktoren oder in WAVE® Systemen vermehrt werden. Anschließend sollen beide Kultursysteme hinsichtlich Virusausbeuten verglichen werden.

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Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für einen Impfstoff gegen Nerzenteritis
Laufzeit: 01.09.2002 bis 31.10.2003

Die E-FL Zelle dient als Kultivationssubstrat zur Vermehrung von Mink Enteritis Virus. Standardverfahren ist derzeit die Kultivierung in der Rollerflasche. Für eine großtechnische Zellkultivierung sind dabei mit hohem personellen und manuellen Aufwand große Stückzahlen von Rollerflaschen zu bearbeiten. Außerdem werden erhebliche Produktionslaborkapazitäten benötigt.Weiterhin ist die Vermehrung des Nerz Enteritis Virus biologisch direkt an die Zellvermehrung gebunden und deshalb relativ kompliziert zu optimieren.Ziel dieses Projektes ist, ein Verfahren zur Vermehrung von E-FL Zellen auf Microcarriern zu etablieren und die Virusvermehrung auf diesem System zu optimieren.Die adhärente Zelllinie soll großtechnisch in Fermentoren oder in WAVE® Systemen vermehrt werden. Weiterhin wird in diesen Systemen die Optimierung der Virusvermehrung geprüft.

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Letzte Änderung: 08.06.2023 - Ansprechpartner: Webmaster