- Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen und biokatalytischen Systemen: hierzu gehören die Entwicklung von Bioprozessen und ganzer Systeme, die Enzyme und andere biologische Katalysatoren zur Herstellung von Chemikalien aus unterschiedlichen Rohstoffen nutzen. Die Optimierung dieser Prozesse ist entscheidend, um die Raum-Zeit-Ausbeute zu maximieren und somit die Kosten zu minimieren.
- Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz: diese Werkzeuge werden zunehmend in der Bioverfahrenstechnik eingesetzt, um biologische Prozesse zu modellieren und zu optimieren. Sie können dabei helfen, das Verhalten biologischer Systeme vorherzusagen und die besten Betriebsbedingungen zu ermitteln.
- Intra- und extrazelluläre Produkte; präparative Aufreinigung: Zellen produzieren Produkte, die entweder sekretiert oder im Zellinnern eingelagert werden. Die effiziente Reinigung beider Produkttypen ist ein entscheidender Schritt zur Qualitätssicherung und Kostenreduktion.
- Automatisierte Kontrollstrategien für USP- und DSP-Prozesse: in industriellen Bioprozessen wird zunehmend eine intelligente Automatisierung eingesetzt, um Prozesse zu steuern und zu optimieren. Dies umfasst Upstream-Prozesse (USP) mit Zellkulturen und Downstream-Prozesse (DSP) mit Rückgewinnung und Reinigung von Produkten.
- Entwicklung und Herstellung von Produktionsstämmen: stabile und reproduzierbare Biosynthese sind die Grundlage jedes Bioprozesses. Die Entwicklung und Herstellung solcher Produktionsstämme erfordert Fachwissen in Zell-, Mikro- und Molekularbiologie.
- Derivatisierung von Biomolekülen: diese Aktivität beinhaltet die chemische Modifizierung von Biomolekülen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften oder Funktionalität. Dies kann die Modifizierung von Proteinen zur Verbesserung ihrer Stabilität oder Aktivität oder die Modifizierung kleinerer Moleküle zur Verbesserung ihrer Löslichkeit oder Bioverfügbarkeit einschliessen.
Das fortschrittliche Bioprozess-Engineering ist ein sich ständig weiterentwickelndes Gebiet, das Biologie, Chemie, Ingenieurwesen sowie Informatik zur Entwicklung neuer Technologien und Produkte verbindet. Alle genannten Aktivitäten werden in der BioSusChem Forschungsgruppe von folgenden Professoren durchgeführt: