Biofilme gezielt nutzen

Forschungsprojekte

Das SPP 2494 vereint in der ersten Förderphase 12 interdisziplinäre Forschungsprojekte, die jeweils innovative Ansätze zur Untersuchung und Nutzung produktiver Biofilme verfolgen. Jedes Projekt untersucht spezifische Aspekte von Biofilmstruktur, -dynamik und -anwendung, von neuen Reaktorkonzepten über Biofilm-Architekturen bis hin zu optimierten Produktionsprozessen. Klicken Sie auf die einzelnen Projekte, um mehr über ihre Ziele und Methoden zu erfahren.

Biofilm auf Hohlfaser der mit einem Sensor beprobt wird
Mikrobielles Mehrspezies-Konsortium in porösem Hydrogel, verbessert Licht-/Stoffaustausch und Biofilmleistung.

Mahir Bozan | Tilo Pompe

BoostTransCoop – Steuerung der chemischen Produktivität von kooperativen photobiokatalytischen Konsortien durch materialunterstützten Licht- und Massetransport in Biofilmen

Dieses Projekt entwickelt materialunterstützte mikrobielle Multispezies-Biofilme, sodass Licht- und Stofftransport optimiert und eine photobiokatalytische Umsetzung für die nachhaltige Herstellung chemischer Verbindungen wie 6-Hydroxyhexansäure ermöglicht wird

Übersicht über das Design des Photobioreaktors

Rohan Karande | Katja Bühler

3D-BioCat – Entwicklung von 3D-hybriden lebenden Materialien in Bioreaktoren zur mixotrophen Biofilmkatalyse

3D-BioCat entwickelt eine bahnbrechende Plattformtechnologie zur Kultivierung lichtbetriebener, mixotropher Biofilme und eröffnet damit neue Möglichkeiten für die nachhaltige Herstellung von Chemikalien

Prozessübersicht des Nobis-Projekts

Nicole Strittmatter | Elke Dittmann-Thünemann

NOBIS – Nutzung räumlicher metabolomischer Muster zur gezielten Nutzung von Cyanobakterien der Gattung Nostoc als leistungsfähige Biofilme

Wir entwickeln biofilmbasierte cyanobakterielle Systeme zur nachhaltigen Herstellung von chemischen Verbindungen und nutzen dabei räumliche Metabolomik, um Wachstum, Stoffwechsel und die effiziente Produktion hochwertiger Naturstoffe zu optimieren
Productive biofilm architectures on magnetic particles, analyzing cell productivity and homogeneity.

Johannes Gescher | Karin Jacobs | Rainer Meckenstock

MagBio – Magnetische Biofilm-Architekturen für biotechnologische Produktion

Aufbau produktiver Biofilm-Architekturen auf magnetischen Partikeln und Analyse der Zellproduktivität mittels Raman-aktivierter Zellsortierung und anschließender omics-Analysen

StrepBio2Films: Streptomyces-Biofilmwachstum in Rohrreaktoren, c-di-GMP steuert Matrix und Produktivität.

Natalia Tschowri | Anna-Lena Heins

StrepBio2Films – Biosynthese, Zusammensetzung und Potenzial für den Einsatz als Produktionssysteme in tubulären Bioreaktoren

StrepBio2Films untersucht und optimiert die produktive Biofilmbildung von Streptomyces zur Antibiotikaproduktion in kontinuierlich betriebenen tubulären Bioreaktoren. Dabei werden genetische Werkzeuge und physiologische Erkenntnisse genutzt – insbesondere zur c-di-GMP-Signalgebung und zur Synthese der Biofilm-Matrix

Biofilm-MRT Prozessübersicht

Sven Kerzenmacher | Ekkehard Küstermann | Christina Roggatz

Biofilm-MRT – Analyse von Limitierungen in hydrogenotrophen und/oder aerophilen produktiven Biofilmen mittels einer MRT-basierten in-vivo-Methode zur kombinierten Quantifizierung von Substratgradienten, Stofftransport und Biomassewachstum

Entwicklung neuartiger Magnetresonanztomographieverfahren zur in-situ-Charakterisierung lebender Biofilme und ihrer produktivitätslimitierenden Faktoren

Kompartimentierter Smart-Hydrogel-Biofilm mit Phytoplankton unten und Lactobacilli oben, setzt bei Reiz Nährstoffe frei.

Marie Weinhart | Shirish Sankaran | Regine von Klitzing

LactiFilm – Hydrogel-gestützte Kokultur-Biofilme aus Laktobazillen und Phytoplankton zur nachhaltigen Produktion von Milchsäure

LactiFilm entwickelt lichtgetriebene, hydrogelbasierte Kokultur-Biofilme aus Phytoplankton und Laktobazillen, um Milchsäure auf nachhaltige Weise für biologisch abbaubare PLA-Kunststoffe zu produzieren. Dadurch können Rohstoffkosten und Energieverbrauch deutlich reduziert werden

Modelle von Membran-Biofilmreaktoren zur Skalierung vom Labor zum industriellen Maßstab

Susanne Lackner

BioMod-MBfR – Entwicklung von Biofilmmodellen als Werkzeug zur Untersuchung und Optimierung der Produktion mittelkettiger Fettsäuren und Alkohole in Membran-Biofilmreaktoren

Entwicklung und Optimierung von Membran-Biofilmreaktor-(MBfR)-Systemen für die anaerobe Fermentation von Synthesegas durch den Einsatz mathematischer Modellierung und ergänzender Experimente, mit dem Fokus auf für die Hochskalierung relevanten Aspekten

Übersicht: Mikrobielle Biofilme für Kunststoff-Upcycling zu Industriechemikalien (PET, TPA, PCA, Comamonas).

Wolfgang Streit | Andreas Liese

BIOCYCLING – Mikrobielle Biofilme für Upcycling von Kunststoffen zur Produktion industriell relevanter chemischer Verbindungen

Einsatz von maßgeschneiderten Biofilmen, Bioreaktoren und Echtzeit-Analytik zur Umwandlung von PET-Abfällen in chemische Verbindungen mit Nutzwert
Ter_Bio_PNM Prozessübersicht

Nicole Vorhauer-Huget | Michael Rother

Ter-Bio-PNM – Bewertung der Terpenproduktion von Methanosarcina Acetivorans Biofilmen in porösen Substraten mit einem mathematischen-physiologischen Ansatz

Das Projekt untersucht, modelliert und maximiert die Terpenproduktion des anaerobisch wachsenden M. acetivorans Biofilms in porösen Substraten

Optimierung der Gasfermentation durch Biofilme auf 3D-Textilträgern, die Mikroorganismen immobilisieren und schützen.

Ralf Takors | Thomas Stegmaier

3DFiberFilm – Entwicklung hochproduktiver dreidimensionaler Textilträger für CO und CO₂ verstoffwechselnde Biofilme zur Nutzung von CO₂ für eine zirkuläre Bioökonomie

Das 3DFiberFilm Projekt entwickelt dreidimensionale Textilträger, die es effizienten Biofilme ermöglichen, CO₂aus Industrie-Gasen in erneuerbare chemische Verbindungen umzuwandeln und so die zirkuläre Bioökonomie zu fördern

Aerosolreaktor mit Beleuchtung zur Kultivierung eines Trichocoleus desertorum Biofilms.

Roland Ulber | Katja Bühler

ReActoB – Ressourcenschonende Biofilmreaktoren für Aerosol-Biotransformationen

ReActoB entwickelt neuartige aerosolbasierte Biofilmreaktoren, die ressourceneffiziente und nachhaltige biochemische Transformationsprozesse ermöglichen. Durch die Verknüpfung von Mikrobiologie, Reaktortechnik und optogenetischer Steuerung wird ein neuartiges, skalierbares und umweltfreundliches Prozesskonzept geschaffen, das einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsorientierten Bioökonomie leistet