BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Lina Vranitzky
(2022):
Intensification of experimental design for Escherichia coli fed-batch fermentations.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Bioverfahrenstechnik,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 83.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Die Etablierung eines neuen Bioprozesses in der pharmazeutischen Industrie ist ein zeitaufwendiges und teures Verfahren, insbesondere im Bereich des Up-stream. Um die Einflüsse verschiedener kritischer Prozessparameter auf die kritischen Qualitätsmerkmale in der Nähe des bereits etablierten Optimums in einem biopharmazeutischen Prozess zu bestimmen, wird üblicherweise die statistische Versuchsplanung eines design of experiments in Kombination mit Prozessmodellierung verwendet. Um die meist sehr große Anzahl an Experimenten, die für die Charakterisierung notwendig ist, stark zu reduzieren, wurde ein alternativer Ansatz zu einem klassischen design of experiments entwickelt, ein intensiviertes design of experiments. Während dieser Experimente werden intraexperimentelle Prozessparameteränderungen durchgeführt um mehr als eine kritische Prozessparameterkombination pro Experiment zu charakterisieren. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendbarkeit eines solchen intensivierten design of experiments für fed-batch Fermentationen mit Escherichia coli zu untersuchen. Ein dreidimensionaler design space wurde vollständig charakterisiert, indem intensivierte Escherichia coli fed-batch Fermentationen in einem 20 L-Edelstahlreaktor durchgeführt wurden. Im Weiteren wurde die Möglichkeit eines irreversiblen Memory-Effekt der Zellen aufgrund der kritischen Prozessparameteränderungen untersucht. Mit den gewonnenen Daten wurde ein Hybridmodel trainiert und seine Leistung wurde mit einem zuvor entwickelten Hybridmodel verglichen, das auf einem historischen Datensatz des gleichen design space mit statischen fed-batch Fermentationen basiert. Durch Verwendung des intensivierten design of experiments trat kein Memory-Effekt der Zellen. Darüber hinaus wurde eine vergleichbare Leistung des Hybridmodels erhalten und die erforderliche Anzahl von Experimenten um 66% reduziert, was den Vorteil der Verwendung eines intensivierten design of experiments für die Prozesscharakterisierung hervorhebt.
- Beurteilende*r: Striedner Gerald
- 1.Mitwirkender: Bayer Benjamin