c2b_default

Biotechnologische Produktionsverfahren

EBT

EBT

20
0.0 (0)

Kartei Details

Karten 20
Sprache Deutsch
Kategorie Technik
Stufe Andere
Erstellt / Aktualisiert 03.01.2016 / 25.06.2024
Weblink
https://card2brain.ch/box/biotechnologische_produktionsverfahren
Einbinden
<iframe src="https://card2brain.ch/box/biotechnologische_produktionsverfahren/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
Lernen

Was sind biotechnologische Verfahren? **

  • Produktionsverfahren
    • Entsorgungsverfahren
    • Produktionsverfahren

 

Nenne die verschiedenen Prozessmodi?

  • Batch
  • Kontinuierlich
  • Fed Batch

Wie läuft ein Batch-Prozess ab? Vor-/ Nachteile?

  • Geschlossenes System

    • Konstantes Arbeitsvolumen

    • Ernte bei max. Zellzahl oder Produktekonzentration

  • Vorteile

    • Einfach und flexibel

  • Nachteil

    • Geringe Raum-Zeit-Ausbeute

    • Probleme bei Prozessen mit Substrat- oder Produkteinhibierung

      • Inhibierung: wegen zu viel Substrat wachsen MO nicht mehr (Zucker in Konfi)

      • Grund für geringe Raum-Zeit-Ausbeute

Wie läuft ein Kontinuierlicher-Prozess ab? Vor-/ Nachteile? **

  • Konstantes Arbeitsvolumen

  • Prozess beginnt als Batch bis gewünschte Zellkonzentration erreicht

  • Danach Umstellung auf kontinuierliche Medienzulauf und kontinuierliche Entnahme von Material

  • Verfahren ohne Zellrückhaltung **

  • Verfahren mit Zellrückhaltung **

  • Vorteile

    • Hohe Raum-Zeit-Ausbeute

    • Kleinere Bioreaktoren und tiefere Investitionskosten bei Verfahren mit Zellrückhaltung **

    • Gleicht negative Aspekte von Batch aus

  • Nachteile im Vergleich zu Batch

    • Teurer

      • Höherer apparativer Aufwand

      • Höherer Naehrmedienverbrauch

      • Höhere Aufarbeitungskosten (Produkte-Konz. Ist nicht sehr hoch)

    • Moeglicher Auswascheffekt oder Naehrstofflimitation bei zu hoher oder zu tiefer Verduennungsrate

    • Schwierigere Zulassung

Wie läuft ein fed batch-Prozess ab? Vor-/ Nachteile? **

  • Häufig in Industrie

  • Höhere Lebendzelldichte und Produkteausbeute als Batch

  • Varianten

    • Arbeitsvolumen vergrössert (Feeding)

    • Arbeitsvolumen konstant (Feeding und Austausch)

    • Repeated Fed batch **

      • Nach fed batch-Phase wird Zellsuspension teilweise geerntet und Reaktor mit frischem Medium aufgefüllt

    • Vorteile

      • Regulation Wachstumsrate

      • Produziert hoehere Endkonzentrationen an Biomasse verglichen zu Batch

      • Verhinderung Substratinhibierung durch niedrige Substragtkonz.

      • Weniger teuer als Kontinuierliche Methode

      • Vereinigt Vorteile des kontinuierlichen Betriebs mit der Batch-Methode

      • Nachteil

        • um Eduktkonzentration konstant zu halten, sind zusaetzliche Amaturen erforderlich

Was sind Biokatalysatoren, was Substrate, was Produkt? **

  • Biokatalysator

    • Katalysieren Substrat und stellen so ein Produkt her

      • MO

      • Enzyme

      • Pflanzliche, animale und humane Zellen

    • Substrat

      • Einfache Substrate

        • Glucose, Sacsharose

        • Mischsubstrate und komplexe Substrate **

          • Blut

          • Inhalt von Mischsubstrate nicht genau bekannt

    • Produkt

      • Von Biokatalysator umgesetztes Substrat

        • Biomasse

        • Primär-/ Sekundärmetabolite

Beschreibe und erkläre ein biotechnologischer Produktionsprozess **

Melde dich an, um Bilder anzusehen.

  • API-Herstellung (API = Aktive pharmazeutische Wirkstoffe)

    • Upstream (vorbereitenden Maßnahmen für die Fermentation)

      • Medienherstellung

      • Inokulumproduktion (= Menge an Zellen mit der Fermenter angeimpft wird)

        • Fermentation

    • Downstream (=Abtrennung von Fermentationsprodukten aus einer Fermentationsbrühe)

      • Zellseperation

      • Pufferherstellung

        • Isolation / Aufkonzentrierung

        • Reinigung

    • Drug Substance

  • Pharmazeutische Herstellung **

    • Endformulierung und Abfüllung

      • Formulierung **

      • Dosierung

    • Kennzeichnung und Verpackung

      • Kennzeichnung

      • Verpackung

    • Drug Product

Welche zwei Fermentationsverfahren gibt es? Unterschied? Welches ist die bessere Methode? Warum?

  • Emersverfahren

    • Züchtung von Biokatalysatoren auf der Oberfläche

    • Festes Medium

      • Petrischalen mit Festmedium

      • Essigproduktion

  • Submersverfahren

    • Züchtung von Biokatalysatoren im Nährmedium

    • Flüssiges Medium

      • Schüttelkolben mit Flüssigmedium

      • Penicillin, EPO-Produktion

    • Vorteile

      • Verwendung grösserer Produktionsvolumina

      • Bessere Mechanisierung und Automatisierung des Prozessablaufes möglich

      • Möglichkeit der Realisierung kontinuierlicher Verfahren garantiert

Nenne Bsp. Von verfahrenstechnischen Grundoperationen des Up-Streaming (3)

  • Reinigen

    • Sieben, Filtrieren

  • Mischen

    • Lösen, Rühren, Homogenisieren, Dispergieren, Suspendieren

  • Sterilisieren

    • Thermisch, mechanisch, chemisch

Was bedeutet Scale-up? Warum wird die Scale-up Methode angewendet?

  • Übertragung der Produktion von einem kleinen aud einen grossen BR

  • Es braucht Zwischenschritte vom Klein- zum Gross-Reaktor, da es sonst sehr lange dauern würde bis etwas wächst resp. bei tierischen Zellen gar nichts wachsen würde

Welches sind die verfahrenstechnischen Grundoperationen des Down-Streaming? (5)

  • Feststoff-Flüssigtrennung

    • Filtrieren, Sedimentation, Zentrifugation

  • Zellaufschluss

    • Intrazelluläre Produkte

    • Braucht viel Energie (Wärme) und ist meist schädlich für Produkte

  • Anreichern

    • Extrahieren, (Verdampfen)

  • Reinigen

    • Chromatographie, Dialyse (Filtrationsmethode)

  • Trocknen

Was ist der kostentreibende Faktor bei der biotechnologischen Produktion?

  • Aufarbeitungskosten

  • Definiere folgende Begriffe:

    • Absolute Sterilität

    • Praktische Sterilität

    • Sterilisieragens / Sterilisiermittel

    • Sterilgut

    • Sterilisationsgrad

  • Absolute Sterilität (Mikrobio)

    • Frei von vermehrungsfähigen Keimen

  • Praktische Sterilität (LM)

    • Reduzierung der Keimzahl bei Ausschluss sämtlicher pathogenen Keime

  • Sterilisieragens / Sterilisiermittel

    • Reagens des Sterilgutes

      • Dampf => Schmelzgefahr bei Plastik

      • Strahlen

      • Filtermedien

      • Hochdruck

  • Sterilgut

    • Zu sterilisierende Substanz oder Anlage

  • Sterilisationsgrad

    • Endkeimgehalt nach ausgefuehrter Sterilisation

 

==> in der BT wird ein wirtschaftlich vertretbaren Sterilisationsgrad genutzt

Nennen sie die verschiedenen Sterilisationsverfahren / Sterilisationsmethoden (6)

  • Sterilisation mit feuchter und trockener Hitze

  • Sterilfiltration

  • Strahlensterilisation

  • Mikrowellensterilisation

    • Für Glasbehältnisse um Pharmabereich

  • VHP-Sterilisation

    • Gasförmiges Wasserstoffperoxid

    • Für Glasbehältnisse um Pharma- und Medizinbereich

  • Pascalieren

    • Bei LM

    • Denaturierung von Proteinen bei Schonung von Vitaminen und Aromastoffen

 

Beschreibe das Standard- resp. Overkillverfahren

  • Dampf => feuchte Hitze

    • Denaturierung von Proteinen

  • 121 Grad, 15 bis 20 min

  • z.B. Autoklav, in situ Sterilisation

  • am haeufigsten in BT

  • Nachteil

    • Hoher Energieverbrauch

    • Alterung

    • Vitaminzerstörung

    • Farbveränderung

    • Batch

Beschreibe die HTST-Sterilisation

  • High Temp. Short Time

  • Dampf

  • 140-160 Grad, Milisekunden bis 180s

  • Wärmetauscherdurchlaufsterilisator

    • Vorwärmer, Hocherhitzer, Heisshalter und Kühler

  • Vorteile

    • Schonend

    • Kontinuierlich für wasserähnliche Substanzen und Flüssigkeiten

Beschreibe die Sterilfiltartion

  • Filter bzw. Filterschichten als Sterilagens

    • Filter mit unterschiedlicher Porengrösse => je nach Porengrösse können Stoffe oder MO abgetrennt werden

    • Art des Filters (Material und Porengrösse) ist von Sterilisiergut abhängig

    • Vorteile

      • Kürzer

      • Schonender

      • Kontinuierlich

      • Schonend

      • Für wasserähnliche Substanzen und Flüssigkeiten geeignet

      • Batch und kontinuierlich realisierbar

Wie lässt sich die Sterilität nachweisen? (2) **

Melde dich an, um Bilder anzusehen.

  • Direk

    • Lebendzellzahl bestimmen

    • Keimidentifikation und Infektionsgrad bestimmen

    • Standartmethode

      • Plattenkulturverfahren

      • Membranfiltartion

      • MPN-Verfahren

      • MPN-Verfahren (most probable number => Statistisches Vefahren)
  • Indirekt

    • Schnelltestmethode

      • Trübung

      • Geruch

      • pH

      • Leitfähigkeit

      • ATP-Gehalt

    • Kontaminationsgrad über Infektionsindikator bestimmt

      • Zugabe Indikatormedium

Mit welchen Methoden kann die Sterilität überprüft werden? (2)

Melde dich an, um Bilder anzusehen.

  • Konventionell

    • Kein Universalmedium

    • Optimale Inkubationszeit unbekannt

    • Optimale Inkubationstemperatur unbekannt

    • Es wird geprueft, ob innerhalb von 48h etwas wächst => wenn nicht, kann von Sterilität ausgegangen werden

  • Mit Bioindikator

    • Einsatz von Sporen bildender, thermoresistenter Organismen

    • Geobacillus stearothermophilus

    • Optimale Kultivierungsbedingungen bekannt

    • Keim wird bewusst zuerst zugegeben und dann geschaut, ob es abgetötet werden konnte mit Sterilisationsverfahren

    • Wird nur am Anfang bei Einführung einer neuen Anlage gemacht

    • Bioindikator meist Sporenbildner, welcher bei korrekter Sterilisation abgetötet wird

was sind die Charaktreistika von Produktionsverfahren resp. Entsorgungsverfahren?

  • Produktionsverfahren
    • Monokulturen von MO oder Zellkulturen
    • sterile Bedingungen
    • Semikontinuierlich
  • Entsorgungsverfahren
    • Mischkulturen
    • Unsteril
    • Kontinuierlich

Lernen