Kontinuierliche DNA-Aufreinigung von Mikroorganismen für die Biotechnologie (Minamed)

Für die kontinuierliche Überwachung biotechnologischer Prozesse haben wir eine Methode entwickelt, die die DNA von Mikroorganismen in einem Bioreaktor stetig überwacht.

Ziel des Forschungsvorhabens MinaMed war die kontinuierliche Überwachung von biotechnologischen Prozessen wie beispielsweise die Fermentationskontrolle bei der Medikamentenentwicklung. Hierbei muss die DNA von Mikroorganismen in einem Bioreaktor stetig überwacht werden. Das erfordert, dass regelmäßig Proben genommen werden, aus denen die DNA der Mikroorganismen durch eine DNA-Extraktion gewonnen, aufgereinigt und anschließend vervielfältigt wird. Während eine Methode zur kontinuierlichen Vervielfältigung, die sogenannte Polymerase-Kettenreaktion (PCR) bereits Stand der Technik ist, fehlt bislang eine Methode zur kontinuierlichen Aufreinigung von DNA. Diese Methode wurde im Teilvorhaben von Hahn-Schickard realisiert und steht nun weltweit erstmals zur Verfügung. Die Aufgabe des gesamten Verbundprojektes bestand darin alle erforderlichen Schritte in einem Chip zu integrieren, um erstmals den Einsatz der PCR in einer Online-Prozesskontrolle zu ermöglichen. Das Format des Chips beruht auf der Basisgeometrie einer CD-ROM und nutzt die effizienten Fertigungstechnologien der Massenproduktion digitaler Datenträger. An Stelle der Datenstrukturen enthält die Disk mikrofluidische Funktionselemente. Die Fluidschnittstellen sind auf dem äußeren Rand angeordnet.