Biotechnica 2013: Funktion trifft Nachhaltigkeit

  • Biotechnica 2013: Überblick über Halle 9 des Messegeländes HannoverBiotechnica 2013: Überblick über Halle 9 des Messegeländes Hannover
  • Biotechnica 2013: Überblick über Halle 9 des Messegeländes Hannover
  • Abb. 1: Dr. Ansgar Stratmann, Geschäftsführer W42
  • Abb. 2: Biologische Schädlingsbekämpfung mit Pfiff: das Projekt „Attract & Kill“
  • Abb. 3: Automatisierte, personalisierte Tests für Krebsmedikamente vom Fraunhofer IPA

Auf der Biotechnica 2013 lud die Deutsche Messe zu einem Presserundgang über die Biotechnica ein. Professor Karl Fries von der Universität Bielefeld und Dr. Sascha Beutel von der Universität Hannover führten durch Halle 9 auf dem Messegelände und machten Station bei acht von über 600 Ausstellern.

Umweltschonend und nachhaltig

Der erste Halt führte zu Dr. Ralf Zuhse von der Firma Chiracon und Dr. Ansgar Stratmann, Geschäftsführer von W42 (Abb. 1). Beide Firmen werden von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) unterstützt, die sich besonders umweltschonend und nachhaltig arbeitenden Unternehmen verschreibt. Chiracon nutzt Enzyme zur enantiomerenreinen Produktion von Wirkstoffen. Da damit ausschließlich das medizinisch gewünschte Produkt entsteht und keine Spiegelbildisomere, entfallen anschließende Trennungs- und Aufreinigungsprozesse weitestgehend. Dies wird auch durch eine Ökoeffizienzanalyse bestätigt. Laut Zuhse sind Einsparungen von bis zu 50 % Lösungsmittel und Nebenprodukten möglich. Das Unternehmen begleitet Projekte solange, bis die Übertragung des Prozesses auf größere Tonnagen sichergestellt ist.

In dem ebenfalls von der DBU unterstützten Projekt der Firma W42 dienen magnetische Nanopartikel als Trägermaterialien für Bioorganismen, die Antibiotika produzieren. Die Partikel ermöglichen dabei eine erleichterte Abtrennung der Mikroorganismen. Durch einen Magneten können die Partikel im Gefäß fixiert werden, während das Kulturmedium inklusive des Antibiotikums abgeführt werden kann. Ein weiterer Entwicklungsschritt sieht die Immobilisierung des Antibiotikums auf den magnetischen Nanopartikeln vor, was die Aufarbeitung noch weiter vereinfachen würde.

Partikel gegen Schädlinge und für die Reingung von Trinkwasser

Der Trend der verbesserten nachhaltigen Produktion wird auch an anderen Ständen deutlich. Beispielsweise präsentierte Prof.

Anant Patel, Leiter des Instituts für Verfahrenstechnik und Alternative Kraftstoffe an der Fachhochschule Bielefeld, das Projekt „Attract & Kill". Sie nutzen das Streben von Schädlingen, einem steigenden CO2-Gradienten im Boden bis zur Nutzpflanze zu folgen. Auf diese Weise richtet der Westliche Maiswurzelbohrer allein in den USA jährlich einen Ernteausfall im Wert von etwa 1 Milliarde Dollar an („Billion Dollar Bug"). Die Arbeitsgruppe Patel stattet dagegen millimetergroße Partikel mit Bäckerhefen aus, die genügend CO2 freisetzen, um die Schädlinge an- und von den Pflanzen wegzulocken (Abb. 2). Zur Bekämpfung enthalten diese Partikel ebenfalls biologische oder chemische Pestizide. Diese bleiben jedoch in den Partikeln und gelangen so nicht in den Boden oder in die Pflanzen. Außerdem sind die Pestizide so gezielter einsetzbar. Man geht von einer Einsparung von ca. 90-99 % aus.

Der Innovationsverbund Veredlung pflanzlicher Rohstoffe widmet sich der Herstellung von Duft- und Aromastoffen. Steffen Hartwig, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Verbund, präsentierte eine generelle Strategie zur biologischen Veredlung ubiquitärer pflanzlicher Rohstoffe aus der Region. So konnte im Rahmen des Projektes ein Verfahren entwickelt werden, mit dem der industriell bedeutsame Aromastoff Patchoulol hergestellt werden kann. Dieser kommt sonst nur in der indischen Patchouli-Pflanze vor und war bislang nicht anders zugänglich. Das Verfahren wird nun auf weitere industriell bedeutsame Duftkomponenten übertragen.

Erhöhte Effizienz durch intelligente Materialien

Eine Station auf der Pressetour führte auch zum Stand des diesjährigen Partnerlandes der Biotechnica, der Schweiz. Das Unternehmen Inofea setzt auf funktionalisierte Nanomaterialien zum Aufspüren unerwünschter biologischer und chemischer Stoffe in der Umwelt. Die Forscher um Alessandro Cumbo, dem CEO der Firma, entwickelten drei Familien von oberflächenfunktionalisierten Partikeln. Sie dienen zur Immobilisierung aktiver Spezies, zur Erkennung von Viren und zum Aufspüren pharmazeutisch wirksamer Komponenten. Fixiert an diesen funktionalisierten Partikeln sind auch auf andere Weise nur schwer entfernbare Nanomateriealien filtrierbar. So wird die Reinigung beispielsweise von Trinkwasser deutlich verbessert und erleichtert.

Die Effizienzsteigerung ist auch Ziel eines Kooperationsprojektes zwischen dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnologie und der Software-Firma SLA. Um die Zuverlässigkeit und die Kommunikation bei der Lebensmittelprüfung zu verbessern, setzt dieses Projekt auf Probenbeutel, die mit einem RFID-Chip versehen sind. Alle entscheidenden Kontrollparameter wie z. B. Herkunft, Temperatur und Lagerung können auf dem Chip gespeichert werden. Beim Schließen des Beutels wird der Chip aktiviert und das zuständige Institut für die Lebensmittelkontrolle wird informiert, dass sich eine Probe auf dem Weg zur Untersuchung befindet und um welche Art von Probe es sich handelt. Über den gesamten Prozess kann verfolgt werden, wo sich der Beutel befindet, was die Effizienz und Zuverlässigkeit deutlich steigert.

Krebsdiagnostik und -bekämpfung

Im Bereich der Verbesserung der personalisierten Medizin setzt das Fraunhofer IPA auf Automatisierung. Jeder Krebspatient reagiert unterschiedlich auf eine Chemotherapie. Um herauszufinden, welches Medikament für den individuellen Patienten am besten geeignet ist, haben die Forscher in Zusammenarbeit mit der Firma Ditabis und der Universitäts-Frauenklinik Tübingen ein Verfahren entwickelt, bei dem entnommenes Tumorgewebe automatisch zerkleinert, enzymatisch behandelt und angereichert wird (Abb. 3). Anschließend werden ebenfalls automatisch verschiedene Krebsmedikamente auf diese Zellen angewendet, um den vielversprechendsten Kandidaten schnell und kostengünstig zu ermitteln.

Um das Tumorwachstum bereits im Frühstadium zu erkennen, arbeitet die Firma Ibidi an speziellen Probenträgern für die Mikroskopie, mit der die Untersuchung von Gefäßneubildungen besser verfolgt werden kann. Da malignes Gewebe einen erhöhten Nähr- und Sauerstoffbedarf hat, müssen Tumore neue Blutgefäße für den Transport ausbilden. Gelänge es, diesen Prozess besser zu beobachten und zu verstehen, könnten neue Strategien zur Unterbindung der Angiogenese erforscht werden.

Dies sind nur einige der Innovationen, die auf der Biotechnica 2013 vorgestellt werden. Sie spiegeln jedoch auf anschauliche Art und Weise wider, welche Forschungsthemen momentan brandaktuell sind und wo hoher Innovationsbedarf besteht. Damit bildet die Messe wie immer eine starke Plattform für den Austausch zwischen Industrie und Wissenschaft.

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