Über die Algenforschung

Algen und Protisten bilden den größten Teil der Vielfalt von Organismen mit echten Zellkernen (d.h. von allen Lebewesen außer Bakterien), ihr Potential ist bislang aber kaum genutzt. Zunehmend rücken diese Organismen allerdings in das Interesse angewandter Forschung, u.a. hinsichtlich Bio-masseproduktion, Naturstoffforschung und zur Entfernung von Stör- und Schadstoffen. Die wichtigsten Faktoren einer nachhaltigen Implementation von Algentechnologien sind der Zugang zu robust kultivierten und effizient wachsenden Stämmen, deren Anpassung an gewünschte Kultursysteme und ein fundiertes Know-How hinsichtlich der Bestimmung von Quantifizierungs- und Charakterisierungsraten. Die beantragte Algen-Forschungsinfrastruktur setzt daher auf ein möglichst flexibel einsetzbares, prozessoptimiertes und automatisiertes Screening von Algenkulturen unter standardisierten Licht- und Temperaturverhältnissen sowie vordefinierten Kultursystemen. Für die geplante Anwendung zur Entfernung von Nähr- und Schadstoffen sowie Biomasseerzeugung ist besonders eine hohe Wachstumseffizienz der Algenkultur unter Abwasserbedingungen von großer Bedeutung. Die Nutzung von geeigneten Stämmen kann dann in Zusammenarbeit mit Industriepartnern weiterverfolgt werden, bis hin zu einer Hochskalierung im gewünschten Maßstab.

Die Algen-Forschungsinfrastruktur zum prozessoptimierten Screening der Algensammlung, sowie die geplante Erweiterung der an die UDE angegliederten und weltweit umfassendsten Algensammlung (ehemaliger Standort Köln), sind jedoch nicht nur von primärem Interesse für die themennahen Forschungsvorhaben der Wasseraufbereitung und -reinigung am FutureWaterCampus. Die so installierte Forschungsinfrastruktur und die erhobenen Daten ermöglichen weitere "Smart Services", z.B. als Ausgangspunkt für Bioprospecting-Ansätze und weiterführende biochemische oder molekularbiologische Prozessoptimierungen. Sie ist damit eine wichtige strategische Schnittstelle für die Entwicklung innovativer biotechnologischer Verfahren und für eine ganze Bandbreite von Unternehmen auch außerhalb der Wasserforschung von Interesse. Schnittstellen zu den anderen Forschungsfeldern ergeben sich z. B. bei der maßgeschneiderten Entwicklung energieeffizienter Membranverfahren zur Abtrennung der Algen oder bei der Nutzung geeigneter Algenstämme als Testsystem zur Bewertung von photokatalytischen Transformationsprozessen.

Chlorophyll Fluorometer

Hier sehen Sie die Geräte, welche für unsere Algenforschung verwendet werden.

Plattenlesegerät

Digitales Inversmikroskop

Autoklav

Arbeitspakete der Algenforschung

  1. Etablierung steriler Arbeitsbedingungen, um kontaminationsfrei an den Geräten und Anlagen zur Algenkultivierung und -anwendung zu arbeiten, sowie Aufbau der speziellen Algen-Forschungsinfrastruktur
  2. Optimierung der Prozessabläufe unter Einhaltung der etablierten Hygiene-Bedingungen,
  3. Weiterentwicklung und Standardisierung der Prozessprotokolle zum Algen-Screening und Wachstumsratenmessung mittels hochauflösender Digitalmikroskopie

Ergebnisse der Algenforschung

Sowohl alle Kleingeräte als das digitale Mikroskop, Plattenlesegerät, Chlorophyll Fluorometer, Klimaschränke, Ultratiefkühltruhe, Autoklav, Geschirrspüler sind angeschafft worden. Die Angebote für die Werkbänke und das Umkehr Fluoreszenzmikroskop werden eingeholt.

Im Fokus ist die Identifikation verschiedener Algenstämme, die für die geplante Anwendung zur Entfernung von Nähr- und Schadstoffen und/oder Biomasseerzeugung einsetzbar sind, weil sie eine hohe Wachstumseffizienz unter Schadstoffbelastung zeigen.

In den vergangenen Monaten haben wir uns an zwei Forschungsaspekte konzentriert.

Zu den Forschungsaspekten