Die Biologielaboranten sollen in der Ausbildungseinheit den Umgang mit einem Reaktor im Labormaßstab erlernen, da später, in Abhängigkeit des Forschungsbereichs in dem sie arbeiten, Proteinproduktionen mit Hilfe solcher Reaktoren gemacht werden können. Die Anlagen können sowohl direkt an der Konsole, als auch PC-gestützt mittels Steuerungssoftware, betrieben werden. Primär werden die Anlagen über die Steuerungssoftware gesteuert, da hierbei auch automatisch verlaufsrelevante Daten aufgezeichnet werden, die wiederum zur digitalen Auswertung des gesamten Prozesses genutzt werden.
Die Auszubildenden lernen…
Die nachfolgenden Erläuterungen umfassen nur den digitalen Teil der Expression. Für die Steuerung der zwei Bioreaktoren wird an zwei PCs die Steuerungssoftware aufgerufen, über deren Oberfläche die Steuerung der jeweiligen Anlage möglich ist. In der Steuerungssoftware werden sowohl die erforderlichen Versuchsparameter eingestellt, als auch der Prozess über die Laufzeit von mehreren Stunden überwacht. Die Stoffwechselanalytik während der Expression erfolgt mit Hilfe eines PC-gesteuerten Photometers – einerseits über direkte Messung zur Bestimmung einzelner Stoffwechselprodukte der Kultur, andererseits nach verschiedenen enzymatischen Tests zur Ermittlung der Konzentration verschiedener Stoffwechselprodukte in den Proben zu dem jeweiligen Zeitpunkt. Die weitere Auswertung der Daten und die zu generierenden Kurvenverläufe aus der Analytik erfolgen über Excel. Die Auszubildenden protokollieren alle im Labor durchgeführten Tätigkeiten mit ihrem eigenen Device im gleichen digitalen Labjournal, dass in der Pharmaforschung der Firma Verwendung findet.
Praxistipp
Ausbilder und Ausbilderinnen benötigen Fachkenntnisse in Zellkultur, Molekularbiologie, Biochemie und teilweise in Biotechnologie. Weiterhin müssen sie mit der Anlage soweit vertraut sein, dass sie bei eventuell auftretenden Fehlern im laufenden Prozess reagieren können, damit das Ausbildungsziel mit den Auszubildenden erreicht werden kann.
Durch den zeitlichen Aufwand bei Vor- und Nachbereitung des eigentlichen Versuchs muss der gesamte Ablauf direkt funktionieren, da es keine Wiederholungsmöglichkeit innerhalb der Kleingruppe (vier bis maximal fünf Azubis pro Anlage) aufgrund des Zeitfensters gibt. Die Ausbilder und Ausbilderinnen müssen auch Autoklaven zur Sterilisation von Geräten bedienen können und im Umgang mit GVO‘s (Sicherheitsstufe 1) versiert sein. Dazu gehören steriles Arbeiten, korrekte Nutzung von Cleanbenches Klasse 2 und die fachgerechte Entsorgung von biologischen Abfällen. Auch der Umgang mit Druckgasen zur Begasung der Bioreaktoren muss bekannt sein.
Um sicherzustellen, dass die digitalen Zugriffe im Ausbildungsblock funktionieren, ist es ratsam, kurz vorher die entsprechenden Zugriffe (Steuerungssoftware) der zwei Reaktoren zu prüfen, um eventuelle Probleme noch im Vorfeld beheben lassen zu können.
Autor dieses Umsetzungsbeispiels: Gernot Kloos und Mathias Rothenburger, Merck KGaA