@misc{StadtmuellerTippkoetterUlber2014,
  author    = {Stadtm{\"u}ller, R. and Tippk{\"o}tter, Nils and Ulber, Roland},
  title     = {Produktion von einzelstr{\"a}ngigen DNA-Makronukleotiden},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450372},
  pages     = {1403},
  year      = {2014},
  abstract  = {In der Biotechnologie stellt Einzelstrang-DNA (ssDNA) eine Schl{\"u}sselrolle dar und fungiert z. B. als Baustein f{\"u}r die nanoskalige Feinmechanik oder als Affinit{\"a}tsligand, ein sog. Aptamer. Hinsichtlich der industriellen Verwendung bieten Aptamere im Vergleich zu Antik{\"o}rpern viele Vorteile, wie z. B. eine gute Renaturierung bzw. die Selektion f{\"u}r cytotoxische Molek{\"u}le. Aktuell w{\"a}chst die Nachfrage f{\"u}r chim{\"a}re Aptamere von bis zu 200 n, um die simultane Bindung bzw. die Modifikation mehrerer Molek{\"u}le zu realisieren. Bis heute wird ssDNA mittels einer sequentiellen Synthese hergestellt, die eine Effizienz von ca. 99,5 \% je Zyklus und bereits bei einer Produktl{\"a}nge von 100 n nur noc hAusbeuten von max. 60 \% zeigt. Um dem Bedarf an ssDNA im Bereich > 100 n zu entsprechen, wurden zwei enzymatische Verfahren zur Produktion dieser Makronukleotide entworfen. Die erste Technik basiert auf einerFestphasen-PCR und erm{\"o}glicht sowohlein Primer- als auch ein Templatrecycling. Das zweite Verfahren beruht auf einer Plasmidbasierten In-vivo-Amplifikation, der sog. AptaGENE®-Technologie. In einer einzigen Klonierung werden bis zu 100 Kopien des Monomers in einen Vektor kloniert. Nach einer Transformation folgt der regul{\"a}re Produktionsprozess in Form einer Kultivierung, Plasmidpr{\"a}paration und sequenziellen Aufarbeitung von bis zu 6 · 10¹⁵ Makronukleotiden pro Milliliter Fermentationsvolumen.},
  language  = {de}
}
@misc{HeringUlberTippkoetter2014,
  author    = {Hering, T. and Ulber, Roland and Tippk{\"o}tter, Nils},
  title     = {Aktiver und passiver antimikrobieller Oberfl{\"a}chenschutz durch funktionalisierte Mikropartikel},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {9},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {86},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450264},
  pages     = {1474 -- 1475},
  year      = {2014},
  abstract  = {Mikrobielle Verunreinigungen von Oberfl{\"a}chen in technischen und medizinischen Systemen sind allgegenw{\"a}rtig. Sie basieren {\"u}blicherweise auf adsorptiven Oberfl{\"a}chenbindungen organischer Komponenten (Proteine und Fette) oder Membrankomponenten aerogener sowie wassergebundener Mikroorganismen. In laufenden Forschungsarbeiten wird eine aktive sowie passive Biomodifikation von Oberfl{\"a}chen zu deren Schutz vor Adsorption von Proteinen und Mikroorganismen verfolgt. Der antimikrobielle Schutz soll dabei sowohl durch die Mikrostrukturierung bzw. Rauheitsanpassung der Oberfl{\"a}chen durch deren Beschichtung mit Mikro-und Nanopartikeln erfolgen. Ferner werden antimikrobielle Enzyme und funktionelle Gruppen auf den Mikropartikeln gebunden, um den Oberfl{\"a}chenschutz zu verst{\"a}rken. In ersten Versuchen wurden quart{\"a}re Ammoniumverbindungen auf eigens synthetisierten superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (Durchmesser 10 - 30 nm) immobilisiert und die wachstumshemmende Wirkung untersucht. Erste Ergebnisse zeigten, dass eine Konzentration von 10 mg mL⁻¹ der Ammoniumverbindung in einer Wachstumshemmung des verwendeten Gram-negativen Modell-Mikroorganismus E. coli GFPmut2 resultiert. Zurzeit werden synergistisch wirkende Kombinationen von Partikeln mit Proteasen, quart{\"a}ren Ammoniumverbindungen, hydrophoben Oberfl{\"a}chen und mikrostrukturierten Oberfl{\"a}chen als antimikrobieller Schutz untersucht.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterWulfhorstMogueetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Wulfhorst, H. and Mogue, N. and M{\"o}hring, S. and Roth, J. and Ulber, Roland},
  title     = {Spektrometrische Messung und Modellierung der enzymatischen Hydrolyse von Biomasse nach Organosolv- und Liquid Hot Water-Aufschl{\"u}ssen (LHW)},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450269},
  pages     = {1584},
  year      = {2014},
  abstract  = {In diesem Beitrag wird die NIR- und MIR-Spektrometrie in Kombination mit multivariaten Kalibrationsmodellen zur Analyse von Monosacchariden und Cellulose aus Biomasse etabliert. Spektrengemischter Standardl{\"o}sungen mit definierten Glucose- und Xylosekonzentrationen in Wasser werden im NIR-(Lambda 750, Perkin Elmer, USA) und MIR-Bereich (Spektrum 100, PerkinElmer) in Gegenwart von entweder Carboxymethylcellulose oder Grasfasern aufgenommen. Darauf basierend werden Kalibrationsmodelle (Unscrambler®, CAMO-Software AS, Norwegen) entwickelt und zur Vorhersage der Zuckerkonzentration in den Hydrolyseproben und der Celluloseanteile angewendet. Dar{\"u}ber hinaus wird die Partikelgr{\"o}ße der Rohstoffe bestimmt. Die Messergebnisse bilden die experimentelle Basis f{\"u}r die numerische Modellierung der Reaktionskinetik der enzymatischen Hydrolyse von Lignocellulose. Das Modell kombiniert die Bilanzierung der Partikelgr{\"o}ßenverteilungen mit der Multienzymkinetik. Dabei werden neben der Partikelgr{\"o}ßenverteilung und der Substratkonzentration die Zusammensetzung der Rohstoffe nach Vorbehandlung sowie die Produktinhibierung und mehrere enzymatische Aktivit{\"a}ten ber{\"u}cksichtigt. Das Modell erm{\"o}glicht es, die Partikelgr{\"o}ßenverteilungen und die Konzentrationen der Substrate und Produkte w{\"a}hrend der Hydrolyse vorherzusagen und die kinetischen Parameter im Batch- sowie im Fed-Batch-Reaktor zu bestimmen.},
  language  = {de}
}
@misc{HeringPasteurWollnyetal.2014,
  author    = {Hering, T. and Pasteur, A. and Wollny, S. and Ulber, Roland and Tippk{\"o}tter, Nils},
  title     = {Magnetische Separation von Gold-Nanopartikeln zur Glucons{\"a}ure-Produktion durch Hochgradient-Magnetseparation im Labormaßstab},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450265},
  pages     = {1501},
  year      = {2014},
  abstract  = {Bei der Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe entsteht aus Cellulose oder St{\"a}rke u. a. das wichtige Produkt Glucose. Diese niedermolekulare Kohlenhydratquelle wird {\"u}blicherweise als Substrat f{\"u}r biotechnologische und chemische Synthesen verwendet. Ein wirtschaftlich interessantes Oxidationsprodukt der Glucose ist Glucons{\"a}ure, die beispielsweise als Lebensmittelzusatzstoff (E 574), in der Medizin und Metallindustrie Verwendung findet. Die Umsetzung des Monosaccharids zu Glucons{\"a}ure erfolgt entweder durch mikrobielle Fermentation oder der Oxidation an heterogenen Katalysatoren. Die Zielsetzung der Studie ist die Untersuchung der Glucoseoxidation an magnetisierbaren Gold-Nanopartikeln unter nachfolgender Bypass-Separation des Katalysators mittels einer neuen Mini-HGMS-Einheit (Hochgradient-Magnetseparation). Dieser Filtertyp erm{\"o}glicht die selektive Trennung magnetischer Partikel aus Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt oder Viskosit{\"a}t. Erste Ergebnisse zeigen eine Beladungskapazit{\"a}t des selbstkonstruierten Mini-HGMS von 550 mg goldbeschichteter magnetisierbarer Nanopartikel. Die Oxidation erfolgt bei einem pH-Wertvon 9, bei 40 °C und mit 100 mM Glucose in einem begasten R{\"u}hrkesselreaktor. Das System soll zuk{\"u}nftig zum Katalysatorrecycling von hochviskosen und Feststoffbelasteten Produktstr{\"o}men aus Bioraffinerien eingesetzt werden.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterMoehring2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and M{\"o}hring, S.},
  title     = {Nutzung von F{\"a}ulepilzen f{\"u}r die selektive Gewinnung von Cellulose und Lignin aus nicht vorbehandelter lignocellulosehaltiger Biomasse},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450353},
  pages     = {1385},
  year      = {2014},
  abstract  = {Einige Arten der Braun- und Weißf{\"a}ulepilze sind in der Lage, selektiv entweder Lignin oder Cellulose im Holz abzubauen. Diese Pilze k{\"o}nnen f{\"u}r eine energiesparende Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Biomasse f{\"u}r Bioraffinerien genutzt werden, ohne auf technisch aufw{\"a}ndige Aufschlussapparate zur{\"u}ckgreifen zu m{\"u}ssen. Weißf{\"a}ulepilze bauen bevorzugt Lignin ab, wodurch die verbleibende Cellulose leichter f{\"u}r enzymatische Hydrolysen in das Monosaccharid Glucose zug{\"a}nglich wird. Braunf{\"a}ulepilze bauen dagegen Cellulose und Hemicellulose ab. Die Auswirkungen der Behandlung von Weizenstroh mit verschiedenen Pilzarten werden zurzeit untersucht. Dabei werden die Ver{\"a}nderung der enzymatischen Hydrolysierbarkeit des Substrats sowie die gebildeten Ligninderivate bestimmt. Detaillierte Betrachtungen der Biomassever{\"a}nderung werden mithilfe spezifischer F{\"a}rbemethoden durchgef{\"u}hrt, durch die morphologische Ver{\"a}nderungen der Pflanzengewebe in der 3D-Lichtmikroskopie dargestellt werden k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterWasserscheid2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Wasserscheid, P.},
  title     = {Rapid-Prototyping-Strukturen f{\"u}r ressourceneffiziente Prozesse in Chemie und Biotechnologie},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450451},
  pages     = {1369 -- 1370},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Teilefertigung durch Rapid Prototyping (RP) verk{\"u}rzt den Weg von der Idee bis zum Produkt, wobei unter anderem Optimierungszyklen in geringer Zeit durchlaufen werden k{\"o}nnen. Ferner er{\"o}ffnen neue Entwicklungen in diesem Bereich die M{\"o}glichkeit individueller Produktionsverfahren. Im Unterschied zur klassischen Fertigung von Prototypen wird beim RP mit additiver Schichtfertigung (Additive Layer Manufacturing, ALM) gearbeitet. Je nach Methode werden Fl{\"u}ssigkeiten oder Pulver nach Vorgaben eines 3D-Computermodells sequentiell aufgetragen. Diese Verfahren existieren seit ca. 25 Jahren, jedoch sind seit kurzem ausgesprochen g{\"u}nstige Ger{\"a}te verf{\"u}gbar, die Objekte mit Genauigkeiten bis 20 lm fertigen k{\"o}nnen. Das RP hat in klinischen Anwendungsgebieten bzw. im Bereich des Tissue Engineering bereits vielfach Einzug gefunden. Aber auch chemisch-biotechnologische Entwicklungen k{\"o}nnen von den Verfahren profitieren. So wurden Mikrofluidiksysteme und Bioreaktoren bereits erfolgreich durch RP gefertigt. Durch ALM ist ebenso die Herstellung von Reaktionseinheiten aus biokompatiblen Materialien wie ionotropen Gelen m{\"o}glich. Ferner sind sehr komplexe Strukturierungen von Oberfl{\"a}chen im Nanometerbereich realisierbar, die f{\"u}r die Auftragung heterogener Katalysatoren oder auch Mikroorganismen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Auch der Bereich Reaktoren- und Apparatebau kann von den Fortschritten in der additiven Fertigung profitieren. Verfahren wie selektives Laser- oder Elektronenstrahlschmelzen erlauben es, metallische Komponenten in nahezu beliebigen Geometrien zu fertigen. Somit k{\"o}nnen Strukturen verwirklicht werden, die mit konventionellen Fertigungstechniken nur sehr schwer oder {\"u}berhauptnicht herstellbar w{\"a}ren. Durch Anwendung von rechnergest{\"u}tzter Modellierung k{\"o}nnen optimale Strukturen identifiziert und additiv gefertigt werden. Eine anschließende katalytische Funktionalisierung der Oberfl{\"a}che erm{\"o}glicht die Herstellung strukturierter Reaktoren mit maßgeschneiderten Eigenschaften.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterDuweRaisetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Duwe, Anna and Rais, Dominik and Zibek, Susanne and Zorn, H.},
  title     = {Optimierung und Scale-up der enzymatischen Hydrolyse inkl. Ligninabbau},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450287},
  pages     = {1515},
  year      = {2014},
  abstract  = {Prim{\"a}re Ziele der Hydrolyse pflanzlicher nachwachsender Rohstoffe sind m{\"o}glichst hohe Zuckerkonzentrationen f{\"u}r nachfolgende Fermentationen und eine Maximierung der Produktivit{\"a}t. Zur Optimierung dieser Prozesse wird Organosolv-aufgeschlossene Buchenholz-Cellulose verwendet. Die Hydrolyse des Faserstoffes erfolgt mithilfe von Novozymes CTec2-Enzymen. Die Hydrolysen konnten durch neue R{\"u}hrerelemente auf einen Maßstab von 1000 L {\"u}bertragen werden. Dabei konnten maximale Ausbeuten (g Glucose g -1 Glucose im Faserstoff) bis 81 g g - 1 und Konzentrationen von 152 g L -1 erreicht werden. Zurzeit k{\"o}nnen unter Einsatz eines Feststoffreaktors Cellulosefasern in einer Konzentration bis 400 g L -1 enzymatisch hydrolysiert werden. Die cellulolytischen Enzyme stoßen bei hohen Feststoffkonzentrationen an ihre Grenzen. Mit steigendem Feststoffgehalt nimmt die Hydrolyseausbeute ab. Ein Ansatz zur Steigerung der Effizienz ist der Einsatz ligninolytischer Enzyme, die Ligninreste an der Organosolv-Cellulose aufschließen k{\"o}nnen. Eine solche Verbesserung der Zug{\"a}nglichkeit f{\"u}r cellulolytische Enzyme an ihr Substrat wurde durch Kultur{\"u}berst{\"a}nde verschiedener ligninolytischer Pilze erreicht. Mit Kultur{\"u}berst{\"a}nden von Stereum sp. sind Steigerungen der Glucoseausbeuten um bis zu 30 \% m{\"o}glich.},
  language  = {de}
}
@misc{WollnyAlKaidyTippkoetteretal.2014,
  author    = {Wollny, S. and Al-Kaidy, H. and Tippk{\"o}tter, Nils and Ulber, Roland},
  title     = {Prozessintegrierte Magnetseparation im Labormaßstab mittels High-Gradient Magnetic Separator (HGMS)},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450618},
  pages     = {1507},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Hochgradient-Magnetseparation (HGMS) stellt eine Alternative zu konventionellen Methoden der Proteinaufarbeitung wie Filtration und Chromatographie dar und dient zudem als Prozessintensivierung. Bisherige Separatoren sind f{\"u}r Anwendungen von mehreren Litern Prozessvolumina Fermentationsmedium und Gramm Magnetpartikel ausgelegt. Bei der Entwicklung und Anwendung neuartiger Magnetpartikeloberfl{\"a}chen ist die Verf{\"u}gbarkeit großer Mengen nicht gegeben. Bisherige Filterkammern erh{\"o}hen zudem den Arbeitsaufwand und verursachen gr{\"o}ßere Partikelverluste bei Sp{\"u}lvorg{\"a}ngen oder der Reinigung aufgrund der Partikeladsorption. F{\"u}r Anwendungen im Maßstab < 500 mL wird deshalb ein Miniatur-Hochgradientfilter (miniHGF) entwickelt. Das Modell wird im 3D-Drucker Makerbot Replicator 2 gefertigt und magne-isierbare Dr{\"a}hte zur Partikelabscheidung eingesetzt. Die Vergleichbarkeit mit einem etablierten Magnetseparator wird anhand der Aufnahme von Durchbruchskurven und Bestimmung der Filtereffizienz untersucht. Die Praxistauglichkeit mit kleinen Volumina wird in wiederholten Batch-Versuchen mit auf Magnetpartikeln immobilisiertem Enzym und einem kolorimetrischen Assay gepr{\"u}ft.},
  language  = {de}
}
@misc{DuweSiekerTippkoetteretal.2014,
  author    = {Duwe, A. and Sieker, T. and Tippk{\"o}tter, Nils and Ulber, Roland},
  title     = {Grasssilage als Substrat zur fermentativen Produktion organischer S{\"a}uren},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450345},
  pages     = {1400},
  year      = {2014},
  abstract  = {Der zunehmende Bedarf an fossilen Rohstoffen bei gleichzeitig abnehmender Versorgungssicherheit f{\"u}hrt zu einer intensiven Suche nach erneuerbaren Ressourcen. Ein vielversprechendes Ausgangsmaterial mit einer weltweiten Verf{\"u}gbarkeit stellt Gras dar. In 2012 wurden in Deutschland 33 Millionen Tonnen (Heugewicht) Gras auf 4,82 Millionen Hektar Ackerland produziert, davon wurden 60,5 \% siliert. Durch die Silierung kann Gras als Substrat zeitlich uneingeschr{\"a}nkt verf{\"u}gbar sein, ohne dem Risiko des schnellen Verderbs ausgesetzt zu sein. Eine Schl{\"u}sselrolle im Rahmen des Silierprozesses nimmt die Produktion von Milchs{\"a}ure ein. Milchs{\"a}ure ist einbedeutendes biotechnologisches Produkt f{\"u}r die Lebensmittel- und die chemische Industrie. Im Rahmen dieser Arbeit wird die vollst{\"a}ndige Umwandlung der fermentierbaren Zucker in der Silage zu Milchs{\"a}ure angestrebt, um die maximale Ausbeute der organischen S{\"a}ure zu erreichen. Im ersten Verfahrensschritt wird die Silage gepresst und der erhaltene Presskuchen einer Liquid-Hot-Water-Behandlung unterzogen. Durch diese einfache Vorbehandlung k{\"o}nnen hohe Glucoseausbeuten im nachfolgenden SSF-Schritt bei gleichzeitig geringem Enzymeinsatz und Chemikalienverbrauch realisiert werden. Zur Aufreinigung der Milchs{\"a}ure wurden extraktive und chromatographische Methoden untersucht.},
  language  = {de}
}