High-throughput experimentation for microscale cultivations and recombinant protein expression

Huber, Robert; Büchs, Jochen

doi:910021263

High-throughput experimentation for microscale cultivations and recombinant protein expression = Hochdurchsatz-Versuchsdurchführung für Mikromaßstab-Kulturen und rekombinante Proteinexpression

Huber, Robert (Author)

2010

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Robert Huber

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2010

UmfangXI, 97 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2010

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Büchs, Jochen (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2010-04-19

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-32569
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51820/files/3256.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
High throughput screening (Genormte SW) ; Fermentation (Genormte SW) ; Mikrotiter-Platte (Genormte SW) ; Rekombinantes Protein (Genormte SW) ; Biowissenschaften, Biologie (frei) ; Hochdurchsatz (frei) ; Hochdurchsatz-Screening (frei) ; rekombinante Proteine (frei) ; Proteinexpression (frei) ; Biolector (frei) ; high-throughput (frei) ; microtiter plate (frei) ; recombinant protein (frei) ; protein expression (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570
rvk: WF 1700 * WF 9720 * WF 9725 * WF 9735

Kurzfassung
In vorliegender Arbeit werden mittels der BioLector-Technologie gängige Hochdurchsatz-Kultivierungsprozesse in Mikrotiterplatten untersucht. Es wird gezeigt, dass umfassendes Monitoring von Schlüsselparametern in Mikromaßstab-Kulturen - wie Biomasse und Produktbildung - ein profundes Verständnis und damit Optimieren von rekombinanten Expressionssystemen und Hochdurchsatz-Kultivierungsprozessen ermöglicht. Es werden neue Konzepte erarbeitet und getestet, um mit Problemen verschiedener Wachstumskinetiken von Kulturen in Mikrotiterplatten besser umzugehen. Darüber hinaus wird eine neuartige Plattform für die Hochdurchsatz-Versuchsdurchführung von Mikromaßstab-Kulturen etabliert, indem ein Pipettierroboter mit einem BioLector kombiniert wird (sog. Robo-Lector-Plattform). Letztendlich kann der Robo-Lector zum angestrebten Paradigmen-Wechsel in der Bioprozessentwicklung beitragen. Dies schließt den Wechsel ein von eher empirischer Prozessentwicklung (niedriger Durchsatz mit keinem oder unausgereiftem Monitoring) hin zur Hochdurchsatz-Versuchsdurchführung mit sehr ausgeklügeltem, aber einfachem Monitoring, wobei dadurch tiefere Erkenntnisse über biologische Produktionssysteme resultieren.

In this work, common high-throughput cultivation processes in microtiter plates are investigated with the BioLector technology. It is demonstrated that extensive monitoring of key parameters (i.e. biomass and product formation) in microscale cultivations enables a profound understanding and hence optimization of recombinant expression systems and high-throughput cultivation processes. New concepts to deal with issues of different growth kinetics of cultures in microtiter plates are elaborated and tested. Furthermore, a novel high-throughput experimentation platform for microscale cultivations is established by combining a pipetting robot with the BioLector, resulting in the Robo-Lector platform. Ultimately, the Robo-Lector can contribute to the envisioned paradigm shift in bioprocess development. This entails switching from rather empirical process development (low-throughput experimentation with no or unsophisticated monitoring) to high-throughput experimentation with very sophisticated yet simple monitoring to gain deeper knowledge of biological production systems.

Fulltext:
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