4. Bioanalytik

  Inline-Messkopf für Partikelmessungen Urheberrecht: Fraunhofer ILT, Aachen. Inline-Messkopf für Partikelmessungen

Verfahren

Auf der Basis optischer Verfahren werden neuartige, kompakte Sonden für die Beobachtung chemischer und biotechnologischer Prozesse entwickelt. Mit Hilfe der sogenannten Prozessanalytik können wichtige Prozessparameter inline erfasst und für die Steuerung und Regelung der Prozesse verwendet werden. Dabei werden vor allem laserspektroskopische Methoden eingesetzt.


Mit Hilfe der dynamischen Laser-Lichtstreuung können Partikelgrößen im Bereich von ca. einem Nanometer bis zu einigen Mikrometern über die Beobachtung der Teilchenbewegung gemessen werden. Die statische, winkelaufgelöste Lichtstreuung ermöglicht aus der Messung des Beugungsbildes eines mit den Teilchen interagierenden Laserstrahles die Berechnung von Teilchengrößen zwischen einigen 10 Nanometern und vielen Mikrometern.

Die Raman-Spektroskopie erfasst schließlich die Schwingungsspektren molekularer Stoffe und ermöglicht so Aussagen über die chemische Zusammensetzung einer Probe.

  Optik für Streulichtmessungen in Kapillaren Urheberrecht: Fraunhofer ILT, Aachen. Optik für Streulichtmessungen in Kapillaren

Forschungsschwerpunkte

  • Teilnahme am SFB 985 „Funktionale Mikrogele und Mikrogel Systeme“,
  • Teilprojekt: „Inline Monitoring von Mikrogel-Produktionsprozessen“
  • Inline Prozessanalytik für chemische und biotechnologische Anwendungen: Monitoring von chemischen Reaktionen, Dispersionsprozessen, Wachstumsprozessen in Biofermentern.
  • Entwicklung von optischen Sonden (Spektroskopie, Lichtstreuung).
  • Partikelanalytik mit dynamischer (DLS) und winkelaufgelöster statischer (SLS) Lichtstreuung, Analyse der chemischen Zusammensetzung mit Raman-Spektroskopie.

Anwendungen

  • Inline-Monitoring von Polymerisationsreaktionen zur Herstellung von Mikrogelen
  • Inline-Monitoring von biotechnologischen Zell-Wachstumsprozessen, Überwachung und Qualitätskontrolle, Erkennung von Kontaminationen
  • Überwachung von Dispersionsprozessen wie dem Vermahlen von Farbpigmenten zur Tintenherstellung, Detektion von Teilchengrößen und Überkörnern

Links

Publikationen

Enabling the measurement of particle sizes in stirred colloidal suspensions by embedding dynamic light scattering into an automated probe head
Martinus de Kanter, Julian Meyer-Kirschner, Jörn Viell, Alexander Mitsos, Michael Kather, Andrij Pich, Christoph Janzen, Measurement, 80 (2016) 92 - 98