Bioengineering

Einführung in chemische Laboratoriumstechnik; qualitative Bestimmung von anorganischen Ionen durch nasschemische Methoden; Titrationen; u.ä.m.; Übungen zur Maßanalyse.

• Die Studierenden kennen Grundlagen der allgemeinen und analytischen Chemie und haben sich Kenntnisse über qualitative anorganische Analytik und chemischer Grundoperationen angeeignet.

• Die Student*innen beherrschen praktische und manuelle Fertigkeiten einfacher chemischer Analytik, inklusive der Datenbearbeitung, Präsentation und Beurteilung.

• Studierende kennen die Sicherheitseinrichtungen in einem Labor.

Praktische Übungen

Endprüfung: Schriftliche Arbeit und der Beurteilung der praktischen Arbeiten

1. Element und Verbindung
2. Atombau und Periodensystem
3. Die chemische Bindung
4. Molekülgeometrien
5. Gase, Flüssigkeiten und Festkörper
6. Erhaltung von Masse und Energie
7. Chemisches Gleichgewicht I
8. Chemisches Gleichgewicht II
9. Oxidation und Reduktion
10. Koordinationsverbindungen
11. Grundlagen der chemischen Thermodynamik
12. Hauptgruppenchemie I (Wasserstoff, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Edelgase)
13. Hauptgruppenchemie II (Borgruppe)
14. Hauptgruppenchemie III (Kohlenstoffgruppe)
15. Hauptgruppenchemie IV (Stickstoffgruppe)
16. Hauptgruppenchemie V (Sauerstoffgruppe)
17. Hauptgruppenchemie VI (Halogene)
18. Übergangsmetalle
19. Umweltprobleme
20. Wichtige Aspekte der Allgemeinen und Anorganischen Chemie in Biologischen Systeme

• Studierende kennen Grundlagen der allgemeinen, anorganischen und physikalischen Chemie.

• Die Studierenden verstehen die Konzepte der Anorganischen Chemie.

• Studierende haben sich Wissen über Atombau, chemische Bindungen und den verschiedenen chemischen Reaktionen angeeignet

• Die Studierenden kennen die wichtigsten Elemente des Periodensystems, ihre Verbindungen und ihre Reaktionen.

• Die Studierenden wissen über Umweltproblematik und die wesentlichen Aspekte der bioanorganischen Chemie Bescheid.

Vorlesung mit Übungen

Endprüfung: schriftlich

- Organische Bindungen
- Grundbegriffe der organischen Chemie
- Einführung in organische Verbindungen
- Überblick über funktionelle Gruppen, Stoff- und Verbindungsklassen
- Grundlagen von organischen Reaktionen

• Die Studierenden kennen die Eigenschaften von Organischen Bindungen und Grundbegriffe der organischen Chemie.

• Die Studierenden haben Grundlagenwissen über organische Verbindungen, funktionelle Gruppen, Stoff und Verbindungsklassen.

• Studierende kennen Grundlagen der organischen Reaktionen.

Vortrag

Endprüfung: schriftlich

• Rechenmethoden in der Biotechnologie (Fehlerrechnung, Verdünnungsrechnung, Volumenströme, Zentrifugieren, Interpolation)
• Matrizenrechnung und Lineare Abbildungen
• Differential- und Integralrechnung, einfacher Differentialgleichungen
• Wachstums- und Zerfallsprozesse
• Linearisierung und logarithmische Skalen

• Die Studierenden beherrschen das Grundlagenwissen in den Bereichen der Mathematik und erhalten damit die Grundlage für die LV Technische und spezielle Mathematik, angewandte Statistik, Bioinformatik, Verfahrenstechnik und Bioverfahrenstechnik.

• Die Studierenden erkennen anhand praxisnaher Rechenbeispiele die große Bedeutung der Mathematik in der Biotechnologie.

Vorlesung mit aktivierenden Methoden, problembasiertes Lernen

Endprüfung: Immanente Leistungsfeststellung und schriftliche Endprüfung

Wiederholung und Festigung mathematischer Grundbegriffe und Methoden.
Speziell soll auf folgende Themen eingegangen werden

1. Potenzen, Größen, Einheiten
2. Terme, Formeln, Logarithmus
3. Lineare und Exponentielle Zusammenhänge
4. Arbeiten mit logarithmischer Skalierung 
5. Geometrie, Winkelfunktionen, Vektoren

• Die Studierenden erwerben das Grundlagenwissen in den Bereichen der Mathematik und erhalten damit die Grundlage für die LV Technische und spezielle Mathematik, angewandte Statistik, Bioinformatik, Verfahrenstechnik und Bioverfahrenstechnik, wobei nach Möglichkeit gleiche oder ähnliche Rechenbeispiele herangezogen werden sollen.

• Die Studierenden erlangen Routine und Sicherheit (Fingerfertigkeit) bei grundlegenden mathematischen Verfahren.

Übung (Rechnen von Beispielen)

Immanente Leistungsüberprüfung: Abgabe von schriftlichen Hausübungen

Einführung in die Mikrobiologie, Mikrobielle Diversität, Mikrobielles Wachstum und Kultivierung; Phänotypie; Genotypie; Taxonomie und Vorstellung ausgewählter Gattungen und Spezies mit Bedeutung in der Produktbildung, der Produktumwandlung oder des Produktverderbs.

• Die Lernenden verstehen die wesentlichen allgemeinen Eigenschaften der unterschiedlichen Mikroorganismen und deren Phänotyp.

• Nach Absolvierung der Lehrveranstaltung verstehen Lernende mikrobiologische Wachstumsprozesse und deren Nutzung in der Biotechnologie

• Die Lernenden können am Ende der Lehrveranstaltung, einen Zusammenhang zwischen Stoffkreisläufen und mikrobiellen Prozessen wie Fermentation herstellen.

Vorlesung/Vortrag

Endprüfung: Endprüfung, schriftlich

Einführung in die Lichtmikroskopie. 

Aufbau und Funktion von einfachen zellulären Systemen. Zellaufbau von Mikroorganismen (Hefen, Bakterien) und Pflanzen. Zellwand, und bei höheren Organismen typische Organellen. Funktion der plasmatischen und nicht-plasmatischen Bestandteile. 

• Nach Absolvierung der Lehrveranstaltung können die Lernenden mit einem Lichtmikroskop arbeiten.

• Die Lernenden sind am Ende der Lehrveranstaltung in der Lage die Funktionalität von Zellen, Zellbestandteilen und Organen zu analysieren und können diese Information interpretieren. Sie können die Beobachtungen vermitteln und in Kontext mit theoretischen Grundlagen setzen.

• Lernende können ihr Wissen anwenden um einfache mikrobiologische Versuche zu planen.

Vortrag und praktische Übungen

Immanente Leistungsüberprüfung: Prüfung, schriftlich.

Laborprotokolle

Maße und Messsysteme, Messfehler, Formen und Masse der Energie und der Leistung, die Grundlagen der Mechanik (Kraft, Leistung, Impuls, Kraftübertragung,  Messung der Arbeit, der Elektrotechnik (elektrische Spannung und des Stroms, der Stromleitung, elektrische Leistung), der Wärme (thermodynamische Grundbegriffe, Messung der Wärmeleistung, Hauptsätze) und der Optik (Geometrische Optik, Fotometrie, Optik der Mikroskopie).

• Die Studierenden besitzen physikalische Grundkenntnisse und wenden diese sicher an.

• Studierende beherrschen die systematischen Denk- und Herangehensweisen der Physik und können Lösungen in relevanten Teilgebieten der Physik entwickeln und anwenden.

Vorlesung

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Einführung in die Analytische Chemie - Grundlagen und Methoden; Validierung
Klassische quantitative Analyse: Gravimetrie, Maßanalyse (Säure-Basen-Titrationen, Fällungstitrationen, Komplexometrische Titrationen, Redoxtitrationen). Spektroskopische Methoden: AAS, AES, RFA, REM; UV/VIS, IR, MS, XPS, NMR.
Elektrochemische Methoden: Elektrogravimetrie, Coulometrie, Konduktometrie, Potentiometrie, Polarographie.
Einführung in Trenntechniken (Chromatographie, Elektrophorese)

• Studierende haben nach erfolgreicher Absolvierung der Lehrveranstaltung Grundlagen der klassischen qualitativen und quantitativen chemischen Analyse erworben und sind somit auf die nachfolgenden chemischen Übungen vorbereitet.

• Die Studierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse spektroskopischer, elektrochemischer und chromatographischer Methoden.

Diese Lehrveranstaltung geht über das Konzept reinen Instruktionslernes (Frontalvorlesung) hinaus und erwartet aktives Zuhören, d. h. eine Interaktion Lehrender und Studierender ist so weit es die Zeit zulässt sehr erwünscht.
Präsenzlehre sowie Fernlehre mittels "Zoom"
Kleine Arbeitsaufträge zw. den einzelnen Einheiten
Referate von Studierenden in Kleingruppen

Endprüfung: schriftliche Arbeit

Molare Masse / Stoffmenge, Grundgesetze der Stöchiometrie, Chemische Reaktionsgleichungen, Redoxreaktionen, Lösungen / Konzentrationsangaben / Standardlösungen, Chemisches Gleichgewicht / Ionengleichgewichte, Gasgesetze / pH-Wertberechnungen (Säuren, Laugen, Puffer) / Löslichkeiten - Löslichkeitsprodukt
Volumetrie und Maßlösungen/ Kalibrierverfahren und Validierung von Analysenmethoden/ Verdünnungen (Verhältnisse)/ Puffer/ Berechnungen zur Nährmedienherstellung/ Photometrische Bestimmungen und Übungsbeispiele mit Kalibrationsgeraden

• Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung können die Studierenden typische den Labor-Alltag betreffende Aufgaben wie das Herstellen von Lösungen unterschiedlicher Konzentration sowie von Puffern mit bestimmten Konzentrationen oder pH-Werten alleine bewältigen.

• Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigen vorangestellten Berechnungen zur Herstellung von Lösungen und der gleichen durchzuführen.

• Die Studierenden können Rechenaufgaben und auch die Problemstellungen der Labor-Praktika bewältigen und lösen.

Vorlesung

Vortrag an der Tafel und mit Folien unter aktiver Einbindung der Studierenden, Übungen in der Vorlesung, Hausübungen, Übungsbeispiele zum selbständigen Perfektionieren.

Endprüfung: Drei schriftliche Zwischentests

Datenbeschreibung bei einem Merkmal:
Grundgesamtheit und Stichprobe, Maßzahlen, Boxplot, Häufigkeitsverteilungen, empirische Dichtekurven.

Zufallsvariable:
Wahrscheinlichkeitsrechnung (Wahrscheinlichkeitsaxiome, Additionsregel, bedingte Wahrscheinlichkeit, Multiplikationsregel); diskrete Zufallsvariable (Binomialverteilung, hypergeometrische Verteilung); stetige Zufallsvariable (Normalverteilung).

Parameterschätzung:
Schätzfunktionen, Konfidenzintervalle (Mittelwert, Standardabweichung, Wahrscheinlichkeit).

Testen von Hypothesen:
Einführung (Alternativ-, Nullhypothese, 1- und 2-seitige Hypothesen, Fehler, Testgüte); 1-Stichprobenvergleiche (t-Test, Binomialtest); Überprüfung der Normalverteilungsannahme (QQ-Plot, Shapiro-Wilk-Test); 2-Stichprobenvergleiche (t-Test, F-Test); Planung des Stichprobenumfangs (t-Test).

Lineare Regression:
2-dimensionale Normalverteilung, Produktmomentkorrelation; einfache lineare Regression (Kleinste Quadrate-Schätzung, Abhängigkeitsprüfung, Bestimmtheitsmaß, Regression durch den Nullpunkt, Skalentransformationen); lineare Kalibrationsfunktionen.

• Die Studierenden sind in der Lage folgende statistische Standardaufgaben zu lösen: a) 1- und 2-dimensionale Stichproben mit Maßzahlen und Grafiken beschreiben können; b) die wichtigsten Regeln für das Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten anwenden können; c) ausgewählte Wahrscheinlichkeitsverteilungen zur Erfassung der Variation von Zufallsvariablen kennen;

• d) Verteilungsparameter auf der Grundlage von univariaten Stichproben schätzen können; e) Mittelwerte und Wahrscheinlichkeiten im Rahmen von Einstichprobenvergleichen mit einem vorgegebenen Sollwert vergleichen können; f) Unterschiede zwischen Mittelwerten und Anteilswerten im Rahmen von Parallelversuchen und Paarvergleichen feststellen können;

• g) Mindeststichprobenumfänge zur Feststellung von relevanten Abweichungen für einfache Alternativtests planen können; h) Abhängigkeitsanalysen im Rahmen von einfachen linearen Regressionsmodellen durchführen sowie Skalentransformationen zur Linearisierung von nichtlinearen Abhängigkeiten anwenden können.

Vorlesung und Übung

Endprüfung: schriftliche Arbeit

Im Rahmen des Chemisch-analytischen Laborpraktikum II führen Sie quantitative Bestimmungen durch. Sie erwerben wichtige Grundlagen der allgemeinen und analytischen Chemie und grundlegende praktische Kenntnisse.

Einführungsteil (+5 Proben)
1. Probe: Wissensstraße Titration und Messunsicherheitsbudget
2. Probe: Schwache Säure, alkalimetrisch
3. Probe: Gravimetrische Eisenbestimmung
4. Probe: Wasseranalyse - Bestimmung der Wasserhärte
5. Probe: Stickstoffbestimmung nach Parnas-Wagner

• Die Student*innen haben praktische und manuelle Fertigkeiten einfacher chemischer Analytik, inklusive der Datenbearbeitung, Präsentation und Beurteilung erworben.

• Die Studierenden beherrschen die praktische Umsetzung der theoretischen Grundlagen der Analytik, insbesondere der Maßanalyse und Stöchiometrie.

Übung

Die gestellten Aufgaben sind selbständig zu bearbeiten. Die "Analysen" sind entsprechend den Arbeitsanweisungen auszuführen. Die Führung von Laborjournalen und das Anfertigen von Berichten wird praktiziert. Zusätzlich zu den Arbeitsanweisungen steht ein Skriptum zur Verfügung in welchem auch die Theorie behandelt wird.

Endprüfung: schriftliche Endprüfung und Beurteilung der Leistung im Labor

1. Probe: Konduktometrische Bestimmung einer Salzlösung
2. Probe: Potentiometrische Bestimmung des Äquivalentgewichts einer Aminosäure (2 Student*innen gemeinsam)
3. Probe: Bestimmung mittels ionenselektiver Elektroden (Cl- neben I-) (2 Student*innen gemeinsam)
4. Probe: Photometrische Bestimmung von Eisen
5. Probe: Photometrische Bestimmung des pK-Wertes eines Indikators (2 Student*innen gemeinsam)
6. Probe: Redoxtitration - Vitamin C jodometrisch
7. Probe: Ionenchromatographische Bestimmung von Chlorid, Nitrat und Sulfat (Gruppenarbeit)

• Die Student*innen haben praktische und manuelle Fertigkeiten einfacher chemischer Analytik, inklusive der Datenbearbeitung, Präsentation und Beurteilung erworben.

• Die Studierenden sind in der Lage, zur praktischen Umsetzung der theoretischen Grundlagen der Analytik, insbesondere der Maßanalyse und Stöchiometrie.

Übung im Labor

Endprüfung: schriftliche Endprüfung und Beurteilung der praktischen Arbeit

1. Strukturelemente organischer Verbindungen (Hybridorbitale, Molekülorbitale)
2. Reaktionsmechanismen
3. Alkane (Eigenschaften, Einführung in die Nomeklatur, Reaktionen, Herstellung, Vorkommen, Vertreter)
4. Alkene (Isomerie, Reaktionen, Vertreter)
5. Alkine (Vertreter, Eigenschaften, Vorkommen, Reaktionen)
6. Halogenverbindungen (Eigenschaften, Herstellung, Vertreter, Reaktionen)
7. Alkohole (Eigenschaften, Herstellung, Reaktionen, Vertreter ein- und mehrwertiger Alkohole)
8. Ether (Eigenschaften, Herstellung, Reaktionen)
9. Schwefelverbindungen
10. Amine (Eigenschaften, Herstellung, Reaktionen, Vertreter), weitere N- und P-Verbindungen
11. Aldehyde und Ketone (Eigenschaften, Herstellung, Reaktionen, Vertreter)
12. Carbonsäuren (Eigenschaften, Herstellung, Reaktionen, Vertreter)
13. Carbonsäurederivate (Säurehalogenide, Ester, Amide, Anhydride)
14. Aminosäuren und Peptide
15. Aromatische Verbindungen (Aromatizität, Eigenschaften, Reaktionen, Vertreter)
16. Dicarbonsäuren
17. Hydroxycarbonsäuren
18. Metallorganische Verbindungen
19. Naturstoffe (Kohlenhydrate, Fette, Öle, Wachse, Terpene, Nukleinsäuren)

• Studierende beherrschen die Grundlagen der organischen Chemie.

• Die Studierenden erkennen wichtige Strukturen und Reaktivitäten als Basis für biochemische Vorgänge.

Vorlesung

Endprüfung: schriftliche Endprüfung

Als Grundvorlesung für die Maschinenkunde wird in dieser Vorlesung folgender Lehrinhalt vermittelt:

1) Allgemeine Einführung in das technische Zeichnen
2) Darstellende Geometrie (2D, 3D, Schnitte, Bemaßung)
3) Angaben zur Fertigung (Toleranzen, Passungen, Verbindungen, Oberflächenbearbeitung, Schweißsymbole)
4) Anlagen- und Verfahrensfließbilder (Grundfließbild, Verfahrensfließbild, R&I Schema, Isometrien)

• Studierende können technische Zeichnungen lesen und erstellen.

• Studierende können notwendige technische Angaben zum Bau eines Maschinenteils oder eines Anlagenteils erstellen.

Vorlesung und Übung

Immanente Leistungsüberprüfung: schriftliche Prüfung

Der Lehrinhalt umfasst die Werkstoffkunde der wichtigsten metallischen (Eisenwerkstoffe, Nichteisenmetalle) und nichtmetallische Werkstoffe wie keramische Stoffe, Glas, Kunststoffe, Verbundstoffe. Ergänzt wird dieses Gebiet durch die Erklärung der Korrosion und des Korrosionsschutzes.
Weiters werden Fertigungsverfahren gelehrt wie Gießen und Sintern, Schmieden, Walzen, Pressen, Drehen, Fräsen, Bohren, Sägen und Schleifen, sowie Schweißen, Löten und Kleben.
Die Vermittlung der wichtigsten Maschinenelemente komplementieren den Stoff.

• Studierende haben Kenntnisse der Grundlagen und der Eigenschaften der heute verwendeten Werkstoffe und Maschinenelemente und können ihre Vor- und Nachteile im praktischen Einsatz abwägen.

• Studierende sind in der Lage eine spezifische Werkstoffwahl bzw. Kombination verschiedener Werkstoffe für Anlagenbauteile zu treffen und haben einen Überblick über den Schutz von Werkstoffen.

Vorlesung

Endprüfung: schriftliche Prüfung

Überblick über die mikrobiologischen Arbeitsmethoden. Detaillierte Beschreibung von Methoden, die in der LV "Mikrobiologie Laborpraktikum" angewendet werden.

Die behandelten Methoden sind: Aseptisches Arbeiten, Kultivierung von Mikroorganismen, Identifizierung von Mikroorganismen, Messung von Wachstum und Vermehrung, Wirkung von Antibiotika

• Die Lernenden verstehen den Zusammenhang zwischen den Grundlagen der allgemeinen Mikrobiologie und einer praktischen Umsetzung in der industriellen Nutzung.

• Nach Absolvierung der Lehrveranstaltung können Lernende anhand von Literatur Labormethoden erarbeiten.

• Die Lernenden sind am Ende der Lehrveranstaltung in der Lage mit biologischen Agenzien sicher umzugehen.

Vorlesung mit aktivierenden Methoden

Endprüfung: Endprüfung, schriftlich

Eigenschaften ausgewählter Produktionsstämme, (z.B. Hefen: Pichia/ Saccharomyces; Schimmelpilze: Penicillium/Aspergillus; Bakterien: Bacillus/Lactobacillus), sowie relevante Kontaminanten werden diskutiert.

In dieser Vorlesung werden anhand der ausgewählten Beispiele folgende Aspekte der angewandten Mikrobiologie vorgestellt: Mikroorganismen der Umwelt, Stoffwechselkreisläufe Mikroorganismen im Zusammenhang mit Lebensmittel, Pharmazeutische Mikrobiologie, Produktionsstämme zur Herstellung von Biopharmazeutika

• Am Ende der Lehrveranstaltung können die Lernenden Eigenschaften von Mikroorganismen in einen Zusammenhang mit industriellen Anwendungen und Produkten bringen.

• Lernende können den Einsatz von Mikroorganismen in unterschiedlichen Zweigen der Biotechnologie bewerten.

• Nach Absolvierung der Lernveranstaltung sind Lernende in der Lage wissenschaftliche Artikel zum Thema kritisch zu analysieren.

Vortrag 

Arbeitsaufträge mit Feedback

Endprüfung: Endprüfung, schriftlich

Grundbegriffe der Elektrotechnik, Elektrische Grundgrößen, das Ohm’sche Gesetz, Elektrische Schaltung von Verbrauchern.
Stromarten, Leitungsnetz und elektrischer Anschluss, Elektrische Installation und Anschlüsse, Schutzmaßnahmen für elektrische Betriebsmittel
Bildzeichen auf elektrischen Geräten und Maschinen
Elektrische Antriebsmaschinen in Chemieanlagen:
Elektromotoren
Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren
Gleichstrommotoren
Motorschutzarten

• Die Studierenden haben eine grundlegende Übersicht und Verständnis der Elektrotechnik mit Bezug zu Anwendungen in der Biotechnologie.

• Studierende können elektrische Schaltpläne lesen, skizzieren und berechnen.

Vorlesung

Vortrag mit medialer Unterstützung (Power Point Folien). Anschauungsmaterialien z.B.: Schaltungen skizzieren und berechnen, Messgeräte,...

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Eigenschaften und Verhalten der Fluide, insbesondere der wässrigen Flüssigkeiten (insbesondere der Viskosität und Oberflächenspannung),

Grundlagen der Hydrostatik und Hydrodynamik (Erhaltungsgleichungen und Rohrhydraulik), Rheologie (Sinkgeschwindigkeit von Partikeln, Rührerauslegung) und Pumpenauslegung.

• Studierende beherrschen die Grundlagen der Hydrostatik und Hydrodynamik.

• Studierende können Rohrleitungen, Rührer und Pumpen auslegen.

Vorlesung und Übungen

Theorievortrag mit Powerpoint und Tafel, Praktische Beispiele

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Mathematische Verfahren spielen eine wichtige Rolle in den angewandten

Naturwissenschaften, insbesondere folgende:…

- Lösen linearer Gleichungssysteme

- Fehlerabschätzungen

- Numerisches Lösen (nichtlinearer) Gleichungen, Nullstellensuche

- Interpolation, numerisches Differenzieren

- Integralrechnung und numerisches Integrieren

Die gelernten Techniken werden händisch, aber auch maschinell (in Python), angewendet um numerisch komplexere Probleme zu lösen.

Insbesondere wird die Theorie aus der Strömungslehre und Hydraulik benutzt um anwendungsnahe Problemstellungen zu behandeln.

• Studierende besitzen zielgerichtete Kompetenzen in der technischen Mathematik in unmittelbarem Zusammenhang mit der Verfahrenstechnik. Sie sind damit in der Lage, komplexe Problemstellungen der technischen Analyse und Prozessführung durchzuführen.

• Studierende können lineare und nicht lineare Gleichungen lösen.

• Studierende beherrschen die computergestützte maschinelle Löung von numerischen Problemstellungen.

Vortrag und Übungen

Endprüfung: immanente Leistungsfeststellung und schriftliche Endprüfung

Einführung in das mikrobiologische Arbeiten:
steriles Arbeiten (verschied. Techniken)
verschied. Kultivierungsarten (Oberflächenkultur, Flüssigkultur)
Zellzahlbestimmung (Koch'sches Plattengussverfahren, Thomakammer)

Medienbereitung

Morphologie:
Mikroskopie von Bakterien, Hefen, Schimmelpilzen
diverse Färbetechniken: GRAM-, Kapsel- und Sporenfärbung

Physiologie:
Wachstum von Hefen auf verschiedenen Zuckerarten (C-Auxanogramm)
verschiedene Antibiotikatests (Agardiffusionstest, Teststreifen, Verdünnungsmethode)
Api-Test (physiologische Identifizierung von Bakterien mittels verschiedener biochemischer Tests)

Wachstumskinetik:
Aufnahme einer Wachstumskurve von E. coli

• Studierende können Mikroorganismen identifizieren.

• Studierende können Mikroorganismen kultivieren, Wachstumskurven aufnehmen und analysieren.

• Studierende können Nährmedien auswählen, vorbereiten und sterilisieren.

Übung

Praktikum, in dem die Studierenden im ersten Teil unter Anleitung der LV-Leiter*in die Experimente durchführen. Im zweiten Teil sollen die Studierenden bereits erlernte Techniken anhand eines selbständig durchzuführenden Beispiels anwenden.

Immanente Leistungsüberprüfung: immanente Leistungsüberprüfung

1. Stoffliche Grundlagen der Biochemie (Kurzwiederholung vom SS): Kohlenhydrate, Aminosäuren, Lipide, Nukleotide; Isomerien, Elektrolyte
2. Peptide und Proteine: Aufbau, Struktur, Funktion
3. Protein-Methoden im Überblick
4. Hämoglobin
5. Enzyme: Grundlegendes, Katalyse, Mechanismen, Kinetik, Hemmungen, Regulation
6. Intermediär-Stoffwechsel: Grundlagen, energetische Überlegungen
7. Wichtige Stoffwechsel-Wege:
8. Kohlenhydrat-Stoffwechsel: Glykolyse, Gärungen, Citratzyklus, Calvinzyklus, Pentosephosphatweg, Glykogen
9. Lipidstoffwechsel: Fettsäuren, Cholesterol
10. Biologische Membranen
11. Atmungskette und oxidative Phosphorylierung
12. Aminosäure- und Nukleotidstoffwechsel im Überblick; kata- und anaplerotische Reaktionen
13. Stickstoffmetabolismus, Harnstoffzyklus
14. Photosynthese
15. DNA und RNA: Struktur und Funktion
16. Replikation, Transkription
17. Translation, posttranslationale Modifikationen
18. Regulation der Genexpression
19. Optional: Molekulare Maschinen, intrazelluläre Sortierung von Proteinen, Signaltransduktion, Immunsystem

• Die Studierenden kennen die wesentlichsten Grundlagen und Inhalte der Biochemie

• Ausgehend von stofflichen Grundlagen beherrschen die Studierenden funktionelle Aspekte der Biochemie und können Querverbindungen zu verwandten Disziplinen (Molekularbiologie, Genetik, Zellbiologie, Physiologie) schaffen.

• Die Studierenden beherrschen die wichtigsten biochemischen Stoffwechselwege wie Glykolyse oder den Citrat Zyklus.

Vorlesung

Überwiegend Frontalvorlesung. Die verwendeten Folien werden den Studierenden im FH Portal zur Verfügung gestellt und stammen großteils aus den empfohlenen Lehrbüchern

Endprüfung: schrfiftlicher Zwischentest und schriftliche Abschlussprüfung

Übergeordnete Themen

• Vorstellung von dem FH-Labor und den darin befindlichen Gerätschaften (Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten hierzu)
• Aufbau wissenschaftlicher Texte
• Beurteilung der Qualität von wissenschaftlichen Innhalten
• Wissenschaftliche Literatursuche

Labormethoden

• Proteinbestimmungen
• Elektrophorese (SDSPAGE)
• WesternBlot
• ELISA

Michaelis Menten

• Die Student*Innen sind mit den Gerätschaften in einem Laboratorium vertraut und wissen wie man sich in einer Laborumgebung richtig verhält.

• Die Student*innen wissen wie wissenschaftliche Texte aufgebaut sind und wie man wissenschaftliche Literatur finden kann, und können dann in weiterer Folge wissenschaftliche Texte produzieren. Dies ist die Grundlage für die Anfertigungen von Protokollen der Laborübungen.

• Die Student*innen können anhand von Kennzahlen die Qualität von Autor*innen wissenschaftlicher Artikel, der wissenschaftlichen Artikel selbst und der Zeitschriften, in denen sie abgedruckt sind, beurteilen.

• Die Student*innen kennen die Labormethoden, mit denen sie in den Übungen konfrontiert werden und können Dinge wie Vor- und Nachteile dieser Methoden nennen.

• Die Student*innen sind in der Lage Daten von bioanalytischen Analysen auszuwerten und Prozesse der Biopharmazeutikaentwicklung zu beurteilen.

Vortrag; Es wird die Auswertung von verschiedenen bioanalytischen Analysen geübt, sowie die Beurteilung von Prozessen der Biopharmazeutikaentwicklung.

Endprüfung: schriftliche Prüfung

Übersicht der Grundoperationen, Maschinen und Maschinenteile, die in der Lebensmittel- und Biotechnik zur Anwendung kommen, insbesondere:

• Rohrleitungen und Armaturen,
• Rohrverbindungen;
• Elemente der drehenden Bewegung (Lager, Dichtungen, Fügeteile, Deckelverschlüsse, Schweiß- und Lötverbindungen),
• Werkstoffe: Stahl, Kunststoffe, Glas, Schmierstoffe; Maschinenkunde.
• Maschinen
  - Pumpen
  - Rührer, Mischer
  - Homogenisatoren
  - Zentrifugen
  - Maschinensicherheit
  Apparate
  - Druckbehälter
  - Filtergehäuse
  - Wärmeübertrager
  Wasseraufbereitung
  - Vorbehandlung
  - Filtrationsverfahren
  - Destillation

• Studierende wenden verfahrenstechnische Grundlagen in der Praxis an um Prozesseinheiten zusammenzuführen und diese im Prozessverbund zu bewerten.

• Studierende beherrschen die Auswahl, Auslegung, Spezifikation und Dokumentation von typischen Werkstoffen, Maschinen und Apparaten in der Biotechnologie mit Fokus auf hygiene- und steriltechnische Besonderheiten.

Vorlesung

Vorlesung mit Powerpointpräsentation (Präsentationsunterlagen werden bereitgestellt). Schwerpunkt auf Präsentation von Beispielen aus der industriellen Praxis. Diskussion und Erfahrungsaustausch der Studierenden unter der Moderation des Vortragenden. Anwendung der Vorlesungsinhalte in Übungsaufgaben.

Endprüfung: schriftliche Prüfung

Die Zelle, die Zellmembran (Bauplan, Eigenschaften, Lipid-, Proteinkomponente, Transportvorgänge), Zellorganellen (ER, Golgi, Microbodies, Lysosomen, Vakuolen, Mitochondrien, Chloroplasten), der Zellkern (Chromosomen, Nucleolus), Speicherung und Information (Gene, Transkription, mRNAs Dynamik, Translation, non-coding RNAs), Gene Therapie, Proteine und ihre vielfältigen Aufgaben (Enzyme, Antikörper, Struktur- und Motorproteine), Bioenergetik (Formen der Energiespeicherung und –Gewinnung in der Zelle),Zellteilung (Mitose),Gewebe – Zusammenhalt von Zellen, Zelluläre Bestandteile des menschlichen Immunsystems.

• Die Studierenden können die wichtigsten Zellorganellen nennen und beschreiben und die wichtigsten Eigenschaften der Organellen zusammenfassen.

• Sie kennen Zelltherapien die auf den T-Zell response aufbauen und können komplexe zelluläre Vorgänge wie den Zellzyklus erklären.

• Sie können die Gewebetypen erläutern und erfassen wie Zellen in einem Gewebsverband funktionieren.

Vorlesung/Vortrag

Endprüfung: Endprüfung, Standard (schriftliche Prüfung)

Die Vorlesung vermittelt die wichtigsten Operationen der mechanisch-thermischen Verfahrenstechnik sowie ihren theoretischen Hintergrund.
Energietechnik und technische Thermodynamik mit Schwerpunkt Wasser/Wasserdampf und Wärmeübertragung, angewandte Thermodynamik, Mischen & Rühren, mechanische Trennverfahren, thermische Trennverfahren, physikalisch-chemische Trennverfahren

• Die Studierenden beherrschen die Grundoperationen der mechanisch-thermischen Verfahrenstechnik.

• Die Studierenden können Prozesse bilanzieren.

Vorlesung

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Grundlegende Begriffe der Messtechnik, Grundlagen der elektrischen Messtechnik insbesondere von Größen mit Bedeutung bei biotechnologischen Verfahren.
Grundlagen wichtiger Sensoren. Grundlagen der Prozessautomatisierung, insbesondere Prozessleittechnik, speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) und Feldbussysteme.
Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik, Arten von Regelungen, Analyse, Entwurf und Simulation von Regelkreisen.

• Die Studierenden besitzen Kenntnisse über die Grundlagen der Messtechnik, der Steuerungs- und Regeltechnik, insbesondere im Hinblick auf biotechnologische Prozesse.

• Studierende können Sensoren zur Steuerung biotechnologischer Prozesse auswählen und wissen wie diese in übergeordnete Netze implementiert werden.

Vorlesung mit aktivierenden Elementen

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Selbständiges Lösen von Problemstellungen (Rechenübungen) zur VO Mechanisch-thermische Verfahrenstechnik

• Studierende können sich selbstständige rechnerische Lösungsansätze zu verfahrenstechnischen Problemstellungen erarbeiten.

Übung

Immanente Leistungsüberprüfung: Immanente Leistungsüberprüfung

Rechenoperationen der mechanisch-thermischen Verfahrenstechnik

Grundoperationen der mechanisch-thermischen Verfahrenstechnik; Angewandte Thermodynamik, Stoff- und Wärmebilanz, Wärmeübertragung, Extraktion und Absorption

• Studierende können Stoff- und Wärmebilanzen berechnen.

• Studierende können mechanisch-thermische Grundoperationen, wie Adsoption, Extraktion, Wärmeübergang, usw. auslegen.

Übung

Vorgerechnete Beispiele unter Mitarbeit der Student*innen, Hausübung, Fernlehre

Endprüfung: schriftliche Prüfung

Industrielle Anwendung von Mikroorganismen und industrielle Bioprodukte
Primäre und sekundäre Metaboliten
Antibiotika
Enzyme und andere Produkte

Betalaktame
Biosynthese von Penicillin und Cephalosporin und Stämmen
Frühe Entwicklung
Formenbasierte Produktion Technologie, Produktivität und wirtschaftliche Zwänge
Ausgewählte Prozesskontrollparameter
Aspekte des Scale-Up
Nachgeschaltete Verarbeitung
Regulatorischer Rahmen und Zusammenfassung

• Die Studierenden kennen industriell relevante Zellfabriken (Zellen) und unterschiedliche Arten biotechnologischer Produkte (primäre, sekundäre Metabolite und rekombinante Proteine).

• Studierende verstehen den Einsatz von Zellen im verfahrenstechnischen Kontext.

Vorlesung

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Vertiefung und fachspezifische Anwendung der im ersten Semester vermittelten Kenntnisse (Fachrelevante Verteilungen und ihre Kennzahlen, Beschreibung von Messdaten, Konfidenzintervalle, Ausreißerproblematik, Simulationsexperimente, Regressionsmodelle, Kalibrationsfunktionen.)

• Nach Absolvierung der Lehrveranstaltung können Lernende Probleme des Fachgebiets mit geeigneten statistischen Verfahren bearbeiten.

• Die Lernenden können eigenständig bewerten welche statistische Methode für die Problemstellung geeignet ist.

• Die Lernenden sind am Ende der Lehrveranstaltung in der Lage die unterrichteten statistischen Methoden praktisch durchzuführen.

Vorlesung/Vortrag, problembasiertes Lernen

Endprüfung: Endprüfung, schriftlich

Einführung in die Anwendungsfelder der Bioinformatik, es werden einzelne Themengebiete aufgegriffen und diskutiert und Analysen praktisch durchgeführt. Grundkonzepte von Programmiersprachen werden besprochen und in praktischen Beispielen erarbeitet.

• Die Lernenden sind am Ende der Lehrveranstaltung in der Lage, die Grundkonzepte von bioinformatischen Anwendungen sowie grundlegende Algorithmen zu verstehen.

• Die Lernenden können einfache Programme schreiben.

• Nach Absolvierung der Lehrveranstaltung kennen die Lernenden die wichtigsten bioinformatischen Online-Ressourcen.

Vorlesung/Vortrag, Diskussion und problembasiertes Lernen

Immanente Leistungsüberprüfung: Fallbearbeitung und MC-Test

Totalprotein Bestimmung, Immunologische Detektionsmethoden (ELISA, bead based Array, Protein Arrays, Western Blot, ...) Interaktionsanalysen (SPR, BLI,...) Proteomics (Massen Spektrometrie, 2 D Gel Elektrophorese) Elektrophorese (SDS PAGE, Blue Native,...), Chromatographie, Enzymatische Analysen, ...

Vertiefendende Kenntnisse physiko-chemischer, methodischer und instrumenteller Grundlagen der Bioanalytik; Grenzen der Analytik; Datenauswertung;

• Studierende sind imstande, bioanalytische Untersuchungen an Produktionsstämmen und deren Produkten zu entwerfen und die Ergebnisse zu bewerten.

• Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Proteinanalysen wie Elektrophorese, Chromatographie und Immunologische Methoden und können Vor- und Nachteile nennen und die Methoden miteinander vergleichen.

• Die Studierenden beherrschen verschiedene Interaktionsanalysen und Total-Protein-Bestimmungen und kennen auch komplexe Methoden wie die 2D-Elektrophorese und Massenspektrometrie sowie HPLC und andere Methoden

• Studierende sind in der Lage, Methoden miteinander zu vergleichen, gegenüberzustellen und voneinander abzugrenzen. Sie können beurteilen, wann die Anwendung welcher Methode sinnvoll ist und die Entscheidung begründen. Letztendlich können die die Studierenden analytische Problemstellungen durch die Wahl der geeigneten Methoden lösen.

• Die Studierenden beherrschen wissenschaftliche Literatursuche, und sie können wissenschaftliche Inhalte präsentieren.

Flipped Classroom und Problem Based Learning in Präsenzeinheit

Endprüfung: schriftliche Prüfung; Präsentation mit mündlicher Prüfung

Umfasst nach Bedarf und praktischer Möglichkeit: Biochemische Trennverfahren, immunchemische und enzymatische Methoden (z.B. ELISA, Western Blot, Enzymanalytik), Proteinanalytik, Kohlenhydratanalytik

• Die Studierenden können die im Modul Bioanalytik erlernten Techniken anwenden und haben die Handhabung der Laborgeräte geübt.

• Die Studierenden haben erste Erfahrung mit bioanalytischen Methoden gesammelt und können diese auswerten, beurteilen und miteinander vergleichen.

• Die Studierenden kennen und beherrschen Methoden, die notwendig sind einen Produktionsprozess (z.B.: eines monoklonalen Antikörpers) zu verfolgen und zu beurteilen.

• Die Student*innen können wissenschaftliche Texte verfassen.

Praktische Übung

Endprüfung: Abgabe eines wissenschaftlichen Protokols

Rechenbeispiele aus der Bioverfahrenstechnik werden berechnet:
- Wachstumsraten
- Substratverbrauch-/Produktbildungskinetik
- Massenbilanzen zur Beschreibung von Prozessen
- Auswertung von Rohdaten aus den Prozesstypen Batch, Fedbatch und Chemostat

• Studierende können Problemstellungen (Kalkulationen) aus der biotechnischen Verfahrenstechnik berechnen und sind imstande, Anlagen zu konzeptionieren und zu berechnen.

• Studierende können Enzym- und Wachstumskinetiken berechnen und damit biotechnologische Prozesse bewerten.

Übung, Blended learning

Endprüfung: immanente Leistungsfeststellung und schriftliche Endprüfung

Brauereitechnologie:
Rohstoffe der Bierzubereitung. Enzymatische Prozesse beim Mälzen, Maischen, Würzekochen und der Gärung & Lagerung. Hefe-Management. Technologie der Abfüllung. Qualitätsrelevante Analysen und Beurteilungskriterien. Bierdesign. Schanktechnik. Bierverkostung.

• Studierende besitzen die Grundfertigkeiten der Brau- und Gärungstechnik, von der Auswahl der Rohstoffe über die Prozessführung bis zur Qualitätskontrolle. Diese bilden die Grundlage eigenständiger Tätigkeiten im Bereich des Brau- und Gärungsgewerbes. Im Weiteren besitzen sie durch die didaktische Form der direkten Erfahrung ein erhöhtes Verständnis komplexer industrieller biotechnischer Prozesse.

• Studierende können ein Bierrezept erstellen und den Brauprozess auslegen.

Ringvorlesung von mehreren Expert*innen, Exkursion

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Die Bioverfahrenstechnik beinhaltet die Produktionssysteme (Zellen) und deren Konservierung, Stützprozesse wie CIP, Sterilisation von Anlagen und Medienbereitung, Verfahrensarten (Batch bis Perfusion), Bioreaktoren und deren Automatisierung, Material- und Energieübertragung (Mass/Energy Transfer).

• Studierende besitzen die Kenntnisse der biotechnischen Verfahrenstechnik und sind damit imstande, Fermentationsprozesse zu konzeptionieren und zu berechnen.

• Studierende können automatisierte Bioreaktoren für unterschiedliche biologische Systeme auslegen und betreiben.

Blended Learing

immanente Leistungsfeststellung und schriftliche Endprüfung

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Geschichtlicher Zusammenhang
Genom, Transkriptom und Proteom
Unterschiede zwischen Eukaryoten, Prokaryoten, Archaea und Viren.
Replikation - Transkription - Translation
Mutationen und Rekombination
Struktur der DNA; DNA-Basen; DNA-Basen-Veränderungen; DNA Schaden und Reparatur
weitere Methoden der DNA Analytik

        Sequenziertechnologie
        Agarose Gel Elektrophorese
        DNA Extraktionen
        Nucleinsäure Quantifizierung
        PCR / qPCR
        Micro Arrays
        FISH
        Blotting Techniken
    Transfektion, Transduktion (Methoden)
    Genom Editing (CRISPR, Zn Finger, …)
    Plasmide Komponenten Aufbau…
    Expressions Wirte
    Zelllinienentwicklung

Praktische Beispiele

Primerdesign, Massenberechnungen analytischer Restriktionsverdauung

• Die Student*innen besitzen die theoretische Kompetenz der molekularen Genetik, soweit es zur rekombinanten Entwicklung von mikrobiologischen Stämmen notwendig ist

• Sie sind im Speziellen in der Lage, Bakterien zu transformieren und die gewünschten Fremdproteine, z.B. Enzyme zu exprimieren. Dieses Modul steht in direktem Zusammenhang mit dem Modul Molekularbiologie Übungen.

• Studierende können Primer designen und können wissenschaftliche Daten auswerten (zB.: qPCR) und dies in einem Text präsentieren.

Vorlesung; es werden auch praktische Fähigkeiten wie Primerdesign und ähnliches vermittelt.

Endprüfung: Endprüfung

• Breaking down barriers preventing bioengineering students from engaging in science communication

• Finding motivating factors and incentives to motivate bioengineering students to communicate their learning and scientific experience Acquire skills by practical application of social media platforms which are necessary for good science communication.

Immanente Leistungsüberprüfung: Präsentation

Aufgabenstellung:
Einschleusen eines yeGFP Genes in eine Hefe mittels CRISPR/CAS9

Erstellen eines entsprechenden Konzeptes und präsentieren dieses Konzeptes mit allen relevanten Eckdaten.

• Die Studierenden haben ein sinnvolles, nachvollziehbares Konzept für die Einbringung eines Gens in ein Mikroorganimus erstellt.

• Die Studierenden sind in der Lage, die Ergebnisse ihrer Gruppenarbeit in einer wissenschaftlichen Präsentation zu vermitteln.

Übung / Seminar

Endprüfung: Präsentation und Abgabe eines Konzeptes

Herstellung eines Expressionsvektors zur Produktion von L-Milchsäure in Saccharomyces cerevisiae

1.) Isolierung des L-Lactat-Dehydrogenasegens aus Lactobacillus plantarum
2.) Konstruktion und Vermehrung des Expressionsvektors in E. coli
3.) Einbringen des Expressionsvektors in den Zielorganismus S. cerevisiae und Messung der LDH-Aktivität

• Die Studierenden besitzen detaillierte Fertigkeiten der molekularen Genetik, die ihnen die Grundlage bieten, zusammen mit den entsprechenden Arbeitstechniken rekombinante Biomoleküle herzustellen und analysieren zu können.

• Die Studierenden haben die gängigen Methoden und Praktiken der Molekularbiologie anhand einer definierten Aufgabenstellung erlernt.

• Studierende können wissenschatliche Texte verfassen.

Übung. Student*innen führen selbstständig molekularbiologische Methoden durch und werten diese aus.

Endprüfung: Abgabe eines wissenschaftlichen Protokolls

Inhalt ist der Brauprozess inklusive Inprozesskontrollen und Dokumentation:

- Rezept Design und Auslegung des Brauprozesses
- Rohstoffauswahl
- Durchführung des Brauprozesses inkl. Dokumentation
- Fermentationsmonitoring
- Abfüllung, Etikettierung
- IPK (Rohstoffe, chemische und mikrobielle Analysen)
- Betriebshygiene und Gerätereinigung

• Studierende besitzen die Grundfertigkeiten der Brautechnik vom Bierdesign, der Auswahl der Rohstoffe über die Prozessführung bis zur Qualitätskontrolle. Im Weiteren besitzen sie durch die didaktische Form der direkten Erfahrung ein erhöhtes Verständnis komplexer industrieller biotechnischer Prozesse und den Zusammenhang mit dem QM.

• Studierende beherrschen analytische Methoden der In-Process-Control und können diese im Gesamtkontext richtig einsetzen.

Übung

Endprüfung: Schriftliche Endprüfung und Protokoll

In dieser LV werden zwei Hauptziele verfolgt: Zuerst sollen alle Studierenden ein allgemeines Verständnis zur Qualitätskontrolle entwickeln die sich in verschiedener Hinsicht von der allgemeinen Bezeichnung „Analytik“ unterscheidet. Das zweite Ziel ist es Prinzipien und Anforderungen der Qualitätskontrolle zu erarbeiten und dabei die Methodenvielfalt der Brauereiwirtschaft, repräsentativ für die Lebensmittelqualitätskontrolle zu vertiefen. Dabei werden die Themen Labororganisation, Gerätemanagement, Methodenentwicklung und Fehleranalyse besonders behandelt.

• Studierende beherrschen die Grundkenntnisse und Regeln der Qualitätskontrolle.

• Die Studierenden haben das Wissen von mehreren Kompetenzbereichen (Qualitätsmanagement, Bieranalytik, Qualitätskontrolle und das Gärungstechnische Labor) vernetzt und verstehen Unterschiede und Zusammenhänge.

Vorlesung und Diskussion

Endprüfung: immanente Leistungsfeststellung und schriftliche Endprüfung

Begriffe, Prinzipien, Konzepte und Praxis des heutigen Qualitätsmanagement und insbesondere der Guten Herstellungspraxis;
Prozesse und deren Verfahrensanweisungen;
Modelle und Standards;
das Konzept der "Die Abweichung" und dessen allgemeine Bedeutung;
Gute Herstellungspraxis: rechtliche Grundlagen und Bedeutung;
ausgewählte Aspekte der Guten Herstellungspraxis.

• Am Ende dieser Vorlesung verstehen die Studierenden die Bedeutung des Qualitätsmanagments in der heutigen Arbeitswelt und der Guten Herstellungspraxis für die Industrie.

• Die Studierenden kennen die Bedeutung des Qualitätskonzepts, insbesondere im Kontext des GMP-Wesens und der damit verbundenen Normen.

Vorlesung mit Diskussion

Endprüfung: Schriftliche Prüfung

Struktur der Normenfamilie ISO 9000ff
Ziel und Nutzen von Qualitätsmanagementsystemen
Inhalte der ISO 9001 und die damit verbundenen Normforderungen im Detail
Begriffe im Zusammenhang mit der ISO 9001
Zertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen basierend auf der ISO 9001

• Am Ende dieser Vorlesung verstehen die Studierenden die Anforderungen der ISO 9001.

• Die Studierenden kennen die Voraussetzungen für eine Zertifizierung nach ISO 9001 und die Bedeutung einer Zertifizierung.

• Die Studierenden sind in der Lage, zur Prüfung „Zertifikat Qualitätsbeauftragte/r“ anzutreten, wodurch ein international anerkannter Kompetenznachweis auf dem Gebiet des Qualitätsmanagements erhalten werden kann. Anmerkung: Diese Zertifizierungsprüfung ist nicht mehr Bestandteil dieser Lehrveranstaltung.

Vorlesung und Gruppenarbeiten, Selbststudium

Immanente Leistungsüberprüfung: Leistungsbeurteilung Gruppenarbeiten, individuelle mündliche Prüfung

1. Isolierung von Zellen
2. Hayflicklimit, Telomere und Telomerase
3. Spezialisierte Zellen
4. Etablierung von kontinuierlich wachsenden Zellinien (Immortalisierung)
5. Tissue engineering, Organkultur
6. Zellkulturlabor, Steriltechnik und Kryokonservierung
7. Kultivierungsmethoden, Zellzahl, Medien und Zusätze
8. Zellliniencharakterisierung
9. Anwendungen von tierischen Zelllinien und Entwicklung rekombinanter Zelllinien

• Studierende besitzen fortgeschrittene Kenntnisse der angewandten Fermentation und Zelltechnologie, insbesondere der tierischen Zelltechnologie.

• Die Studierenden kennen und verstehen die zentralen Abläufe im Leben einer Zelle (Apoptose, Differenzierung etc.).

• Studierende wissen, wie Zelllinien hergestellt werden und wie diese kultiviert charakterisiert und kryokonserviert werden.

Vorlesung, Präsentation von Powerpoint Folien; Internet Recherche

Endprüfung: schriftliche Endprüfung

Präsentation der Abschlussarbeit

Prüfungsgespräch über die durchgeführte Abschlussarbeit, sowie deren Querverbindungen zu relevanten Fächern des Studienplans bzw. eine praxisbezogene Fragestellung und deren Querverbindungen zu den Fächern des Studienplans im Bachelorstudiengang.

• Die Studierenden können Projekte präsentieren.

• Die Studierenden beweisen in einer Abschlussprüfung ihr quervernetztes Wissen in der Biotechnologie.

Selbststudium

Endprüfung: kommissionelle Prüfung

Im Rahmen des Studiums ist die Absolvierung eines facheinschlägigen Praktikums in einem Betrieb vorgesehen.

• Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Strukturen in einem facheinschlägigen Unternehmen und sammeln Erfahrung im Arbeiten in einem betrieblichen Umfeld.

• Neben direkten fachlichen Aspekten lernen sie Methoden der Protokollierung und Dokumentation in der Praxis kennen.

praktische Anwendung im Berufskontext

Endprüfung: Schriftliche Arbeit (schriftlicher Bericht)

Die Studierenden beschreiben ihre Tätigkeiten und Erfahrungen während des absolvierten Berufspraktikums.

• Die Studierenden sind in der Lage einen strukturierten Rückblick aus dem Berufspraktikum gewonnener Erfahrungen und Kenntnisse zu reflektieren.

• Studierende können einen Praktikumsbericht verfassen.

Praktische Übung

Endprüfung: Schriftliche Arbeit (schriftlicher Bericht)

Die Lehrveranstaltung beschäftigt sich mit Verfahren zur GMP-konformen aseptischen Herstellung steriler Flüssigarzneimittel sowie mit Methoden zur Überprüfung der Prozessfähigkeit.

• Im Kontext der GMP-konformen Herstellung von Arzneimitteln können die Studierenden ein allgemeines Verständnis für die aseptische Herstellung von Flüssigprodukten mit unterschiedlichen Prozessen aufbauen.

Vorlesung und Hausarbeit
(Selbststudium mittels Videos und aus dem Internet beziehbare Unterlagen)

Endprüfung: Abschlussprüfung 60%, "blended learning" Aufgaben 40 %

Ausgerichtet auf Proteine:

1. Chromatographie,
2. Adsorption;
3. Formulierung von Proteinen als pharmazeutische Wirkstoffe;
4. Lyophilisation;
5. Rekonstitution

• Die Studierenden verstehen die Prinzipien und Methoden der Isolierung und Reinigung von organischen Molekülen, kleinen Molekülen (Metaboliten) und Polymermolekülen (inklusive Polysacchariden, aber vor allem Proteinen).

• Die Studierenden kennen und verstehen die Aufbereitung von diesen Molekülen als Rohstoff für die weitere Verarbeitung, d.h. die Kristallisation für kleine Moleküle und die aseptische Abfüllung und Lyophilisation für Proteine.

• Die Studierenden sind damit imstande, mit diesen Grundlagen im nachfolgenden Laborpraktikum, Downstream-Processing Praktikum zu verstehen und durchzuführen.

Vorlesung

Endprüfung: schriftliche Endprüfung

Diese Vorlesung beleuchtet die Prozesselemente der pharmazeutischen Herstellung nämlich Personal, Ausrüstung, Materialien und Räumlichkeiten der pharmazeutischen Herstellung unter dem Gesichtspunkt der pharmazeutischen Prozesshygiene und Verunreinigung.

• Die Studierenden erkennen Gefahren, die von einer Kontamination ausgehen und die möglichen Quellen der Gefahr, soweit sie Personal und Produktionsräume betrifft.

• Studierende können die Regel der Betriebshygiene umsetzen.

Vorlesung und Hausarbeit
(Selbststudium mittels Videos und aus dem Internet beziehbare Unterlagen)

Endprüfung: Abschlussprüfung 60%, "blended learning" Aufgaben 40 %

1. Auslegung eines Fermentationsprozesses
2. Betrieb einer automatisierten Fermentationsanlage unter aseptischen Bedingungen
3. Praktische Durchführung eines Fedbatch mit E.coli zur Produktion eines rekombinanten Proteins
4. Prozessauswertung / -bewertung
5. Erstellung eines Protokolls

• Die Studierenden haben die Fähigkeit, automatisierte Bioreaktoren zu bedienen, aseptische Prozesse zu fahren und die Prozessdaten zu analysieren.

• Die Studierenden beherrschen die praktischen Grundlagen der Impfstoffherstellung.

• Die Studierenden beherrschen den Einsatz von Kleinfermentoren und können komplexe computergesteuerte technische Geräte bedienen.

Gruppenarbeit

Endprüfung: Protokoll und Mitarbeit

Digitalisierung begegnet uns immer öfter im täglichen Leben, deshalb sollen folgende Inhalte vermittelt werden:

• Definition und Nomenklatur der Digitalisierung
• Tools in der Digitalisierung
• Projektplanung für digitale Prozesse

Das Ziel der Lehrveranstaltung ist, dass Studierende lernen Prozesse mit Potential zur Digitalisierung zu kennen, die Problemstellung im Kontext der Digitalisierung zu definieren und entwickeln einen Projektplan zur Umsetzung des Prozesses in eine digitale Lösung.

• Studierende können das Potential der Digitalisierung auf ihr Arbeitsgebiet anwenden.

Vorlesung mit aktivierenden Methoden

Endprüfung: Präsentation, Projektabgabe