Partikel Produktion durch Algen

Der Einsatz biogener Systeme, insbesondere von Algen, hat in letzter Zeit deutlich zugenommen. Aufgrund der relativ hohen Wachstumsrate und den aus der Biologie bekannten Kultivierungsverfahren spielen Algen in verschiedenen Gebieten eine immer wichtigere Rolle. Neben biotechnologischen Prozessen, wo z.B. Algen als rekombinante Proteinfaktoren gesehen werden oder in Klimaschutzlösungskonzepten, wo Algen als Biokraftstoffquelle eingesetzt werden, gibt es auch die Möglichkeit mit Hilfe von Algen speziell strukturierte Partikel zu erzeugen.

Durch Biomineralisation können Algen je nach Spezies unterschiedliche Strukturen ausbilden. Eine der wichtigsten Vertreter dieser Gruppe sind die Algen der Ordnung Coccolithophorida, mit denen anorganische Strukturen aus Calciumcarbonat herstellt werden können. In diesem Projekt werden diese Mechanismen ausgenutzt um Partikel mit definierten Mikrostrukturen zu erzeugen. Dieses biogen basierte Calciumcarbonat (Abbildung 1) unterscheidet sich von den anderen Partikeln deutlich durch seine komplexe aber geordnete Struktur. Verschiedene Spezien von Mikroorganismen sind in der Lage durch Wechselwirkungen von Biomolekülen und Mineralien spezielle Strukturen aufzubauen.

Bei der Produktherstellung mittels Organismen kommt es häufig vor, dass sich das gewünschte Partikel oder Molekül in oder an der Zelle lagert. Zellen und Partikel bilden zusammen mit anderen Nährstoffen eine Suspension die einen Abtrennungsprozess erfordert. Ziel ist es, ein Endprodukt zu erzeugen, welches frei von biogenem Sekundärmaterial ist. Für das gewählte System, welches diese komplexe Partikel erzeugt, ist der erforderliche Separationsschritt noch völlig unklar. Dieses ist unter anderem dadurch bedingt, dass zur Abtrennung biologischem Material immer speziell konzipierte Prozessvarianten entwickelt werden müssen.