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Institute for Biochemical Engineering (IBVT)Allmandring 31, 70569 Stuttgart, Germanywww.ibvt.uni-stuttgart.de
Vertiefungsmodul Bioverfahrenstechnik
Prof. Dr. Ralf Takors
Institut für Bioverfahrenstechnik
Universität StuttgartAllmandring 31, 70569 Stuttgart; GermanyTel: +49-711-685-64535, Fax: +49-711-685-65164
www.ibvt.uni-stuttgart.de
Vorstellung BioVT Vertiefung
Prof. Dr. Ralf Takors
2 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Industrielle Biotechnologie: Marktvolumen Ausblick 2017
Festel, G. Industrial Biotechnology (2010), 4, 88-94
Biotech Umsätze werden 15.4% der chemischen Umsätze erreichen.
• höchste (absolute) Biotech Umsätze: Chemie • wichtigstes Biotech Subsegment: aktive Pharmastoffe, Polymere, Faserstoffe
3 Takors, Biochemical Engineering, Chapter 1 For personal use only, no copying
Produkte der Weißen Biotechnologie – Beispiel: Grundstoffe
Straathof Chem Rev 2014
4 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Rote Biotechnologie
• monoclonal antibodies (mAB)• hormones• growth factors• fusion proteins• cytokines• blood factors• therapeutic enzymes• recombinant vaccines• anti-coagulants
Nine Mayor Product ClassesAggarwal, Nature Biotechnol. (2012)
5 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Trends bei den BiopharmazeutikaWalsh, Nature Biotechnol., 2014
6 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Kleine Auswahl von Unternehmen mit Biotech Produktion …
18.10.2016
7 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
7 Takors, Intro Symposium, 14.10.2011
Aufbau der Vertiefungsrichtung
Pflicht
8 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
8 Takors, Intro Symposium, 14.10.2011
Bioanalytik II (112310000, Jendrossek)
Modul: 24770 Biochemische Analytik - optional
9 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Inhalt und Ziel der Vorlesung
Die Vorlesung richtet sich vorrangig an Studenten/innen der Fachrichtung Technische Biologieoder Verfahrenstechnik. Sie vermittelt einen Überblick über die Methoden und Apparate, diehäufig zur Aufarbeitung von Produkten aus biotechnologischen Prozessen eingesetzt werden.Es werden die jeweils zugrunde liegenden Trennmechanismen aufgezeigt und einfacheModelle für deren Beschreibung vorgestellt.
Anhand einfacher Beispielaufgaben sollen die Lerninhalte vertieft werden.
Am Ende der Vorlesung soll der/die Student/in einen Überblick über üblicheAufarbeitungsansätze besitzen und diese vereinfacht, quantitativ auslegen können. DiesesWissen sollen ihn/sie in die Lage versetzen, den spezifischen Anwendungsfall z.B. imindustriellen Umfeld mit dem dort vorhandenen speziellen Knowhow umsetzen zu können.
Modul 18200 Bioproduktaufarbeitung (Pflicht)
10 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
1 – Typical Downstream Scenario
In situ cellinactivation
biosuspension
Solid / liquid separation
celldisruption
Productconcentration
Productpurification
ProductDrying, packaging
• heating• chemical treatment
• sedimentation• centrifugation• filtration
• destillation• extraction• precipitation
• extraction• chromatography
• crystallization• drying
Chapter 2
Chapter 3
Chapter 4
Chapter 5
Chapter 6
11 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
revisiting basics of (biochemical) reaction kinetics (Chapter 1)
Non-structured reaction models:
basics of non-structured microbial models (Chapter 2)
analysis of population dynamics (Chapter 3)
Structured metabolic models:
Modelling metabolism dynamics (Chapter 4)
Metabolic Control Analysis (Chapter 5)
Transcriptional models:
Modelling gene expression (Chapter 6)
Signal transduction:
Introduction into signal transduction (Chapter 7)
Modul 18210 Bioreaktionstechnik (Pflicht)
12 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
2 – Testing the LinLog Approach III Artificial Model – Perturbation Results
Visser and Heijnen, 2003
13 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Modul 18220 Einführung in die Gentechnik (‘Pflicht’)
14 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Modul 24800: Industrielle Biotechnologie und Biokatalyse
15 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Modul 18190 Prinzipien der Stoffwechselregulation
16 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
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Inhalt: Prinzipien der Stoffwechselregulation
17 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
17 Takors, Intro Symposium, 14.10.2011
Modul 18230 Laborpraktikum Bioverfahrenstechnik
18 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
18 Takors, Intro Symposium, 14.10.2011
Wintersemester !!!
Modul 13690 Metabolic Engineering
19 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Goals of the Lecture Metabolic Engineering
You will learn• what metabolic engineering is about (history, goals etc.)• what data are used and needed• what tools are applied• how to apply software-based tools for steady-state systems analysis
After the lecture you will be able to perform (simple)• topology analysis• non-labelled metabolic flux analysis• labeled metabolic flux analysis (given a short example)
Note: This lecture will be restricted to steady-state applications of metabolic engineering. Tools for dynamic analysis will be presented in the lecture ‚Bioreaktionstechnik‘.
20 Takors, Vorstellung BioVT Vertiefung
Introduction (Chapter 1)
Revisiting Microbial Metabolism Basics (Chapter 2)
Metabolic Networks (Chapter 3)
Topology Analysis / Exercises (Chapter 4)
Strategies for Target Identification (Chapter 5)
Non-Labelled Metabolic Flux Analysis / Exercises (Chapter 6)
Labelled Metabolic Flux Analysis / Exercises (Chapter 7)
Tools & Outlook (Chapter 8)
Contents of Metabolic Engineering Lecture
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