Biotechnologie (M.Sc.)

Die Hochschule Esslingen veranstaltet gemeinsam mit dem Wissenschaftsverlag Springer ein berufsbegleitendes Masterprogramm Biotechnologie.

In diesem Fernstudium werden biotechnologische Arbeitstechniken sowie die gesamte Prozesskette der Wertstoffherstellung von der gentechnischen Entwicklung der Zelle über die Zellkultivierung (Upstream Processing) bis hin zur Aufarbeitung der biotechnologischen Produkte (Downstream Processing) behandelt. Es werden fundierte Kenntnisse der Bioreaktionstechnik, Steriltechnik, Aufarbeitungstechnik, Fermentationstechnik, Zellkulturtechnik, mikrobiellen Expressionssysteme, von Qualitätsmanagementsystemen und GMP, Stammentwicklung, Metabolic Engineering und „omics“-Technologien vermittelt.

Elemente des Studienprogramms

Die wesentlichsten Elemente des Studienplans sind acht Pflichtmodule, welche die Biotechnologie in ihrer ganzen Breite abdecken und die verpflichtend zu bearbeiten sind. Vier von sechs Wahlpflichtmodule ermöglichen die Auswahl zwischen einem bioprozesstechnischen und einem molekular-biotechnologischen Schwerpunkt. Die im Pflichtteil sowie im Wahlbereich Bioprozesstechnik vermittelten Kompetenzen ermöglichen es, Bioprozesse systematisch zu analysieren, zu entwickeln und zu optimieren. Die Zielsetzung dabei ist, Produktionsprozesse nachhaltig zu verbessern und somit nicht nur die Effizienz zu steigern, sondern auch die Kosten deutlich zu reduzieren. Der Schwerpunkt Molekulare Biotechnologie umfasst die Themen „Pharmazeutische Biotechnologie“, „Biomedizin“ sowie „Immun- und Gentherapie“.

Berufsbegleitend studieren: Fernstudium und Präsenzphasen

Die Vermittlung der Studieninhalte erfolgt durch eigens erstellte Studienhefte, von den Dozenten erstellte Lehrvideos sowie zweiwöchentliche Tutorien. Die Tutorien werden online durchgeführt, um den Teilnehmerinnen und Teilnehmern eine größtmögliche Flexibilität zu gewährleisten und dienen der Klärung von offenen Fragen sowie der Vertiefung der Lehrinhalte. Die Überprüfung des Lernfortschritts erfolgt über Selbstlernkontrollen, Klausuren, mündlichen Prüfungen, Referate und Hausarbeiten.

In drei Präsenzphasen von insgesamt vier Wochen Dauer werden an der Hochschule Esslingen wichtige Grundlagen der Biotechnologie vorwiegend anhand von Laborübungen vermittelt. Durch die konzentrierten Präsenzphasen und den hohen Online-Anteil ist das Studium optimal mit einer vollen Berufstätigkeit kombinierbar.


Weitere Informationen

Weitere Informationen zum Studienprogramm finden Sie auf den Seiten des Springer-Verlags

Studiengangflyer Biotechnologie (M.Sc.)

Die Hochschule Esslingen stellt sich vor


Wissenschaftlicher Leiter an der hochschule Esslingen

Prof. Dr.-Ing. Richard Biener

Daten und Fakten - Auf einen Blick

Akademischer GradMaster of Science (M.Sc.)
FakultätAngewandte Naturwissenschaften, Energie-und Gebäudetechnik
KooperationspartnerSpringer: www.springer.com/gp/springer-campus/studiengaenge/fernstudium-master-biotechnologie
CampusCampus Esslingen Stadtmitte
Dauer in Semestern5
SpracheDeutsch
Bewerbungszeiträume

Beginn jeweils zum Wintersemester, Bewerbung bis zum 15. Juli

Studiengebührenwww.springer.com/gp/springer-campus/studiengaenge/fernstudium-master-biotechnologie/kosten
Präsenzen im Studiumwww.springer.com/gp/springer-campus/studiengaenge/fernstudium-master-biotechnologie/studienablauf-starttermine
Infos zur Zulassung
  • Abschluss eines biotechnologisch orientierten Bachelor- oder Diplomstudienganges
  • In der Regel einjährige berufliche Erfahrung nach Erststudium
Schwerpunkte

Orientierung an Entwicklungen und Bedürfnissen der Industrie, Prozesskette der Wertstoffherstellung von der gentechnischen Entwicklung eines Produktionsstammes über das Upstream und Downstream Processing zum biopharmazeutischen Produkt in Theorie und Praxis

ZielgruppenBerufstätige aus einem biotechnologischen Bereich, die sich praxisorientiert weiterbilden wollen.

Bewerbung und Zulassung

Allgemeine Informationen

Das Studium steht Absolventen von Bachelor- oder Diplom-Studiengängen aus den Bereichen Biologie, Biochemie, Biotechnologie, Technische Biologie oder Lebensmitteltechnologie oder einem verwandten Studiengang offen. In der Regel sollte mindestens ein Jahr fachspezifische Berufspraxis nach Beendigung des Studiums vorliegen.

Einzelheiten zu den Zulassungsvoraussetzungen finden Sie in der Externenprüfungsordnung.

Bewerbung

Sie bewerben sich beim Kooperationspartner der Hochschule Esslingen:
Antrag auf Zulassung beim Springer-Verlag

1. Semester

Bioverfahrenstechnik
5 ECTS

Bioverfahrenstechnik

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung:  keine
 

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  •  die Eigenschaften und Trennmöglichkeiten von Stoffgemischen verstehen
  •  die unterschiedlichen Verfahren zur Reinstmedienversorgung und deren Einsatzgebiete benennen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

  •  Wärme- und Stofftransportvorgänge in Bioprozessen berechnen
  •  Massen- und Energiebilanzierungen von Bioprozessen durchführen
  •  Wärmetauscher berechnen
  •  Wachstums- und Enzymkinetiken berechnen
  •  Partikelverteilungen charakterisieren und mit standardisierten Qualitätskriterien analysieren und beurteilen
  •  Verfahrenstechnische Trennprozesse charakterisieren und dimensionieren Wissenschaftliche Innovation
  •  die Ergebnisse der Berechnungen auf ihre Anwendbarkeit hin überprüfen
  •  die erlernten Methoden auf neue Bioprozesse übertragen

Kommunikation und Kooperation

  •  die Daten eines Bioprozesses auswerten, darstellen und interpretieren sowie zulässige Schlussfolgerungen ziehen

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  •  den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und Alternativen reflektieren

Inhalte
a) Grundlagen der Bioprozesstechnik: Massen- und Energie-Bilanzierung in Bioprozessen, Wärme- und
Stoffübertragung (Wärmeübergang, Wärmeleitung, Wärmedurchgang, Berechnung von Wärmetauschern,
Stofftransport in Bioreaktoren, Stoffübergang, kla-Wert, Henry Gesetz, Absorption, Adsorption),
Charakterisierung von Partikelverteilungen und Trennprozessen, Zerkleinern,
Versorgung mit Reinstmedien (PW, WFI, Dampf), Grundlagen der Enzymkinetik, Grundlagen der
Wachstumskinetik (Exponentielles Wachstum, spezifische Raten (spez. Wachstumsrate,
Substratverbrauchsrate, Produktbildungsrate), Ausbeutekoeffizient, Monodkinetik, Inhibierungskinetiken)

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Klausur 90 min

Molekulare Biotechnologie
5 ECTS

Molekulare Biotechnologie

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung: keine
Empfohlen: keine

Lehrveranstaltungen

a) Mikrobielle Expressionssysteme

b) Stammentwicklung, Metabolic Engineering

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • unterschiedliche mikrobielle Expressionssysteme kennen und verstehen (a)
  • Vor- und Nachteile von mikrobiellen Expressionssystemen kennen (a)
  • das Prinzip des Metabolic Engineering und Methoden zur Stammentwicklung kennen und verstehen(b)

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • mikrobielle Expressionssysteme für biotechnologische Produktionsprozesse auswählen und nutzen(a)
  • Metabolic Engineering und Stammentwicklung für biotechnologische Produktionsprozesse anwenden (b)

Wissenschaftliche Innovation

  • die erlernten Methoden und das erworbene Wissen auf neue Bioprozesse übertragen (a,b)
  • Expressionssysteme und Produktionsstämme in biotechnologischen Produktionsprozessen bewerten und optimieren (a,b)

Kommunikation und Kooperation

  • den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und alternative Problemlösungen diskutieren (a,b)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten (a,b)

Inhalte
a) Mikrobielle Expressionssysteme: Einführung zu mikrobiellen Expressionssystemen, regulatorische
Elemente und genetische Tools, mikrobielle Proteinsekretionsmechanismen, Gram-negative bakterielle
Expressionssysteme (Escherichia coli, Pseudomonas sp., cytoplasmatische und periplasmatische
Proteinexpression), Gram-positive bakterielle Expressionssysteme (Bacillus subtilis, B. megaterium,
Lactobacillus sp.), Hefe- Expressionssysteme (Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris), zellfreie
Expressionssysteme (z.B. mit E. coli Extrakten).
b) Stammentwicklung, Metabolic Engineering: Prinzip des Metabolic Engineering, klassische und aktuelle
Methoden zur Stammentwicklung, Generierung von industriellen Produktionsstämmen (z.B. Aminosäureproduktionen
in Corynebacterium glutamicum und andere Beispiele).

 

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Klausur 90 min (benotet)

Upstream Processing
5 ECTS

Upstream Processing

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung: keine
Empfohlen:  Modul 1 (Bioverfahrenstechnik)

Lehrveranstaltungen

a) Bioreaktionstechnik

b) Steriltechnik, Verkeimung wässriger Systeme

c) Reinraumtechnik

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • die unterschiedlichen Bauarten von Bioreaktoren und deren Einsatzgebiete benennen (a)
  • den typischen Aufbau, die Ausstattung und die steriltechnischen Ausstattungsmerkmale von Bioreaktoren darstellen und interpretieren (a,b)
  • Aufgaben und Grundbegriffe der Reinraumtechnik benennen (c)
  • Grundlagen der Mikrobiologie und der Biofilmentstehung verstehen und benennen (b)

 

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

  • Leistungseintrag, Mischzeit, Wärme- und Stofftransport in Bioreaktoren berechnen (a)
  • Wachstums- und Produktbildungsverhaltens von Mikroorganismen und Zellen modellieren (a)
  • Bilanzierungen von Bioreaktoren durchführen (a)
  • die Ähnlichkeitstheorie für die Maßstabsübertragung von Bioprozessen anwenden (a)
  • steriltechnische Berechnungen durchführen (b)
  • Reinraumkonzepte erstellen (c)
  • Mikrobielle Kontaminationen im Reagenz/Produkt nachweisen und Gegenmaßnahmen ergreifen (b)

Wissenschaftliche Innovation

  • Vermeidungsstrategien bzgl. mikrobieller Kontamination erstellen und optimieren (b)
  • die erlernten Methoden und das erworbene Wissen auf neue Bioprozesse übertragen (a,b,c)

Kommunikation und Kooperation

  • den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und alternative Problemlösungen diskutieren (a,b,c)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • die Ergebnisse der Berechnungen auf ihre Anwendbarkeit hin überprüfen (a)
  • Reinraumkonzepte bewerten (c)
  • Mikrobielle Risiken bewerten und Analyseplan aufstellen (b)
  • auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten (a,b,c)

 

Inhalte
a) Bioreaktionstechnik: Homogenisieren, Suspendieren, Dispergieren, Rührung und Belüftung, Leistungsund
Sauerstoffeintrag, Bilanzierung und Dimensionierung von Kultivierungsprozessen (Batch, Fed-Batch,
Chemostat, Perfusion), Elementarbilanzen, Bauarten von Bioreaktoren (mit Berechnungen),
Schaumbekämpfung, Scale-up
b) Steriltechnik, Biofilme (Verkeimung wässriger Systeme):
Grundlagen Steriltechnik, SIP, CIP, Sterildesign
Übersicht mikrobieller Kontaminationen und Biofilmbildung, gefährdete Bereiche und Analytik,
Vermeidungsstrategien und Beispiele aus Labor und Praxis
c) Reinraumtechnik:
Aufgaben der Reinraumtechnik, Regelwerke, Reinraumklassen, Kontaminationen, Reinraumkonzepte/GMPPläne,
Filtertechnik/Lüftungssystem, Reinrauminnenausbau, Energieeffizienz

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) und b) Klausur 90 min (benotet), c) Testat (unbenotet)

2. Semester

Downstream Processing
5 ECTS

Downstream Processing

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Empfohlen:  Modul 1, Grundkenntnisse der Filtration, Extraktion und Biochromatographie

Lehrveranstaltungen

a) Aufarbeitungstechnik in der Praxis

b) Labor Aufarbeitungstechnik

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • die unterschiedlichen Verfahren zur Aufarbeitungstechnik und deren Einsatzgebiete benennen
  • den typischen Aufbau von Prozessketten (Plattformen) zur Aufarbeitung darstellen und interpretieren
  • Funktionsweisen sowie Vor- und Nachteile der Extraktion, Filtration und Chromatografie verstehen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • Massen-, Energiebilanzierungen von Trennprozessen durchführen
  • Anlagen- und Prozessalternativen erkennen
  • Chromatographiesäulen packen, testen und betreiben
  • Anlagen- und Prozessalternativen analysieren und bewerten
  • Theoretische Erkenntnisse experimentell bestätigen
  • Prozessparameter optimieren
     

Wissenschaftliche Innovation

  • die Systematik auf andere Trennprozesse und Plattformen übertragen Kommunikation und Kooperation
  • den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und alternative

Inhalte

a) Aufarbeitungstechnik in der Praxis:
Strategie zur Aufarbeitung bzw. Aufreinigung von Bioprodukten.
Funktionsweisen und Bauarten von Extraktions- und Filtrationsapparaten; Berechnungsmodelle zur
Dimensionierung und Prozessoptimierung der Apparate;
Grundlagen der Biochromatographie, Funktionsweisen und Ziele der Prozesschromatographie;
Eigenschaften der Gele; Parameter der Säulenchromatographie; Aufskalierung vom Labor- in den
Industriemaßstab; Strategie der Proteinaufreinigung mit industrierelevanten Beispielen
b) Labor Aufarbeitungstechnik:
experimentelle Ermittlung charakteristischer Trennerfolgs-Kenngrößen wie Wertstoffausbeute, Effizienz,
Trenngrad; experimentelle Prozessparameteroptimierung einer Extraktionszentrifuge im Gleich- und
Gegenstrombetrieb mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung (DoE); Bestimmung charakteristischer
Filtrations-Qualitätskriterien anhand von Integritäts- und Sterilitäts-Tests.
Experimentelle Bestimmung verschiedener Parameter der Säulenchromatographie (Bodenzahlbestimmung,
Druck-Flusskurven, statische und dynamische Bindungskapazität), Affinitätschromatographie zur
Aufreinigung von Antikörpern, Ionenaustauscher-Chromatographie mit Gradientenelution, Hydrophobe
Interaktionschromatographie mit Stufengradient.
Problemlösungen diskutieren
Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus
gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Klausur 90 min (benotet); Laborberichte

Biotechnologisches Arbeiten
5 ECTS

Biotechnologisches Arbeiten

Teilnahmevoraussetzungen

Nach Studien- und Prüfungsordnung: keine
Empfohlen:  keine

Lehrveranstaltungen

a) Qualitätsmanagement und rechtliche Grundlagen

b) Innovationsmanagement

c) Arbeitsrecht

d) Präsentationsseminar

 

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • Qualitätsmanagementsysteme verstehen und interpretieren (a)
  • Gesetze, Normen und GMP Regularien in Europa und international beschreiben (a)
  • Arten von Innovationen benennen (b)
  • Arbeitsrechtliche Fallkonstellationen in der Praxis verstehen (c)
  • grundlegende Mechanismen des Arbeitsrechts verstehen (c)
  • Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

  • die AMWHV und weitere Regularien zur Herstellung, Prüfung und Zulassung von Arzneimitteln bewerten (a)
  • das Medizinproduktegesetz anwenden (a)
  • konkrete Fallbeispiele und Rechtsprechungsfälle analysieren und lösen (c) Wissenschaftliche Innovation
  • Dokumente innerhalb eines QM-Systems unter GMP-Regularien erstellen (a)
  • die Kenntnisse auf ausgewählte Arbeitsverträge übertragen (c)
  • einen Arbeitsvertrag formulieren (c)
  • die europäischen und FDA Anforderungen vergleichen (a)
  • Bausteine des Innovationsmanagements strukturieren (b)

Kommunikation und Kooperation

  • gesellschaftliche Einflüsse auf das materielle Arbeitsrecht diskutieren (c)
  • über eigene wissenschaftliche Ergebnisse berichten und kritisch reflektieren (d)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • Risikobewertungen für Arbeiten unter GMP-Bedingungen vornehmen (a)
  • unwirksame arbeitsrechtliche Formulierungen erkennen (c)

Inhalte

a) Qualitätsmanagement und rechtliche Grundlagen:
GMP: Definitionen und rechtliche Grundlagen, EU-GMP-Leitfaden mit AMWHV, Quality by Design Initiative der
FDA mit CQA und CPP und den ICHQ8, ICHQ9 und ICHQ10, Lieferantenqualifizierung, Site Master File,
Medizinprodukte, Klinische Prüfung und Zulassung von Arzneimitteln, Prozess der Produktentwicklung bis
zur Marktzulassung, Herstellung und Qualität eines Prüfpräparates, IMPD, Stabilitätsprüfungen,
Komparabilität am Beispiel der Biosimilars, Präklinische und toxikologische Studien, Audits
b) Innovationsmanagement:
Arten von Innovationen, Strategisches Management von Produktinnovationen und Corporate Culture,
Management des Innovationsprozesses
c) Arbeitsrecht:
Mechanismen des Arbeitsrechts, Arbeitsverträge
d) Seminar Bioprozesstechnik:
Vorstellung der eigenen Arbeitsgebiete und der Firmen

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Benotete Hausarbeit (a,b,c), Referat (d)

 

Industrielle Zellkulturtechnik
5 ECTS

Industrielle Zellkulturtechnik

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
• Bioverfahrenstechnik
• Biotechnologisches Arbeiten
Empfohlen:
• Upstream Processing

Lehrveranstaltungen

a) Grundlagen der industriellen Zellkulturtechnik

b) Projektleiter nach dem Gentechnikgesetz und Beauftragter für biologische Sicherheit

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • die Funktionsweise von verschiedenen Sicherheitswerkbänken erklären (a)
  • die Kontaminationsquellen in der Zellkultur erkennen und vermeiden (a)
  • Strategien zur Zelllinienentwicklung kennen und verstehen (a)
  • Zellkulturen von der Kryokonservierung bis zum Scale-up im Bioreaktor planen und verstehen (a)
  • Einflüsse von Medien und Prozessführung auf die Produktbildung nennen (a)
  • die Grundlagen der Gentechniksicherheit und Arbeitssicherheit verstehen (b)
  • Bau und Ausrüstung der Sicherheitsstufen 1-4 benennen (b)

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • Zelllinien für die Produktion von Biopharmazeutika transfizieren und kultivieren (a)
  • zelluläre Testsysteme wie Reportergenassay oder Viabilitätsassay einsetzen (a)
  • Prozess- und Produktanalytik in der Zellfermentation durchführen (a)
  • Sterilisations-, Desinfektions- und Inaktivierungsmethoden von Anlagen und Ausrüstungen nach dem Gentechnikgesetz anwenden (b)
  • Medien- und Zelllinienentwicklungen bewerten (a)
  • Vor- und Nachteile verschiedener Expressionszellen vergleichen (a)
  • Einsatzmöglichkeiten für Disposables in der Fermentation kennen (a)
  • Besondere Anforderungen bei Biosimilars bewerten (a)
  • Sicherheitsaspekte beim Umgang mit Organismen der Gentechnik erkennen und bewerten (b) Wissenschaftliche Innovation
  • Zellkulturprozesse optimieren (a)
  • Die erlernten Methoden und das neue Wissen auf neue Prozesse in der Zellkulturtechnik übertragen (a)
  • Risikobewertungen und Sicherheitseinstufungen nach dem Gentechnikgesetz vornehmen (b) Kommunikation und Kooperation
  • den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und alternative Problemlösungen diskutieren (a,b)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten (a,b)

 

Inhalte
a) Grundlagen der industriellen Zellkulturtechnik:
Anforderungen an die Kultivierung eukaryontischer Zellen, Sicherheitswerkbänke, Kontaminationen,
Medienentwicklung, Zelllinienentwicklung, Transfektionsmethoden, Proteindisplaytechniken, Baculovirusexpressionssystem,
CHO, BHK, Hybridoma, zelluläre Testsysteme, HTS, therapeutische Proteine
(Biopharmazeutika incl. Biosimilars), Bioreaktoren für Zellkulturtechnik incl. Disposables, Prozessführung,
Quality by Design: PAT für CQA und CPP
b) Projektleiter nach dem Gentechnikgesetz und Beauftragter für biologische Sicherheit:
Rechtsvorschriften, Internationale Regelungen zur Anwendung der Gentechnik, Transport von biologischen
Arbeitsstoffen, Sicherheitsaspekte beim Umgang mit GVOs, Arbeitsschutzregelungen, technische und
organisatorische Grundlagen

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Benotete Klausur 60 min (a), Anwesenheitspflicht (b)

3. Semester

Mikrobielle Bioprozesse
5 ECTS

Mikrobielle Bioprozesse

Teilnahmevoraussetzungen
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Empfohlen:
Module 1,3,4,5

Lehrveranstaltungen

a) Labor mikrobielle Bioprozesse

b) Seminar mikrobielle Bioprozesse

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • die einzelnen Prozessschritte von mikrobiellen Prozessen darstellen (a)
  • Verfahren zur Aufreinigung mikrobieller Produkte (Aminosäuren) kennen und verstehen (a)
  • wissenschaftliche Fachliteratur verstehen, interpretieren und die Kerninhalte wiedergeben (b)

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • Mikroorganismen in modernen Bioreaktoren kultvieren mit der dazugehörigen Medienherstellung, Analytik, MSR- und Steriltechnik (a)
  • die Aufreinigung von biologischen Produkten durchführen (a)
  • Bioreaktoren verfahrenstechnisch hinsichtlich Mischzeit, Leistungseintrag, kla-Werte charakterisieren (a)

Wissenschaftliche Innovation

  • die erlernten Methoden auf andere mikrobiellen Prozesse übertragen (a)

Kommunikation und Kooperation

  • die Daten eines Bioprozesses analysieren, darstellen und interpretieren (a)
  • Berichte zu eigenen wissenschaftlichen Ergebnissen abfassen (a)
  • über wissenschaftliche Ergebnisse berichten und diskutieren (a,b)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten (a,b)

Inhalte
a) Labor mikrobielle Bioprozesse:
Biotechnologische Herstellung der Aminosäuren Lysin und Pipecolinsäure mit Corynebacterium glutamicum.
Dazu werden verschiedene Stämme von C. glutamicum (Wildstamm und Mutanten mit definierten
genetischen Veränderungen) in Bioreaktoren unter unterschiedlichen Bedingungen (Batch, Fed-Batch) und
Maßstäben kultiviert und über die quantitative Analyse von Wachstum, Substratverbrauch, OUR, CER und
Aminosäureproduktion miteinander verglichen. Begleitend dazu erfolgt eine vergleichende
Expressionsanalyse von ausgesuchten Biosynthesegenen. Darüber hinaus werden die Produkte Lysin und
Pipecolinsäure mittels Chromatographie an Kationenaustauscherharz und Kristallisation aufgereinigt. Die
quantitative Analytik erfolgt über HPTLC und HPLC.
weitere Themen: verfahrenstechnische Charakterisierung von Bioreaktoren (experimentelle Bestimmung und
Berechnung von Mischzeit, kla-Wert, Leistungseintrag), Berechnung von spez. Raten,
Ausbeutekoeffizienten, volumetrische Produktivität, Einsatz der waagenkontrollierten Dosierung mit Matlab,
Demo der automatisierten Probenahmetechnologie, kalorimetrische Schätzung des Reaktionswärmestroms
b) Seminar mikrobielle Bioprozesse:
Bearbeitung aktueller Literatur zum Thema mikrobielle Bioprozesse

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Bericht und Referat (benotet)

Wahlpflichtfachmodul 1
5 ECTS

Wahlpflichtfachmodul 1

Es müssen 4 Wahlpflichtfachmodule aus folgendem Angebot gewählt werden:

Prozessanalysen- und Simulationstechnik

Prozess- und Laborautomatisierung

Industrielle Biotechnologie

Pharmazeutische Biotechnologie

Biomedizin

Immun- und Gentherapie

Wahlpflichtfachmodul 2
5 ECTS

Wahlpflichtfachmodul 2

Es müssen 4 Wahlpflichtfachmodule aus folgendem Angebot gewählt werden:

Prozessanalysen- und Simulationstechnik

Prozess- und Laborautomatisierung

Industrielle Biotechnologie

Pharmazeutische Biotechnologie

Biomedizin

Immun- und Gentherapie

4. Semester

Tierische Zellkulturprozesse
5 ECTS

Tierische Zellkulturprozesse

Teilnahmevoraussetzungen

Nach Studien- und Prüfungsordnung: Industrielle Zellkulturtechnik

Empfohlen:

  •  Mikrobielle Bioprozesse
  •  Biotechnologisches Arbeiten

Lehrveranstaltungen

a) Labor Tierische Zellkulturprozesse

b) Seminar Tierische Zellkulturprozesse

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:
 

Wissen und Verstehen

  • die einzelnen Prozessschritte von Tierischen Zellkulturprozesse darstellen (a)
  • wissenschaftliche Fachliteratur verstehen, interpretieren und die Kerninhalte wiedergeben (b)


Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • tierische Zellen (Säugetierzellen) in modernen Bioreaktoren kultvieren mit der dazugehörigen Medienherstellung, Analytik und Steriltechnik (a)
  • die Aufreinigung von Biopharmazeutika wie monoklonale Antikörper durchführen (a)
  • Medienoptimierungen in automatisierten Minibioreaktoren durchführen (a)
  • Standardrührreaktoren mit Disposable-Systemen vergleichen (a)
  • Prozessstrategien wie batch und fed-batch analysieren (a)
  • Analytische Methoden für Prozessparameter CPP und Produkt CQA vergleichen und bewerten (a) Wissenschaftliche Innovation
  • die erlernten Methoden auf andere eukaryontische Kultivierungsprozesse übertragen (b)
  • Quality by Design Initiative der FDA und EMA in tierischen Fermentationsprozessen umsetzen (a) Kommunikation und Kooperation
  • Berichte zu eigenen wissenschaftlichen Ergebnissen verfassen (a)
  • über wissenschaftliche Ergebnisse berichten und diskutieren (a, b) Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
  • auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten (a, b)

Inhalte
a) Labor Tierische Zellkulturprozesse:
Produktion von monoklonalen Antikörpern mit CHO Zellen, Einsatz verschiedener Produktionsstrategien:
batch und fed-batch Systeme, Mess- und Regelungstechnische Anwendungen im Bioreaktor, Disposables,
Minibioreaktoren zur Medienoptimierung, Überwachung von Prozessparametern online und offline,
Nachweis und Analytik von Produkt und Kontaminationen, Konzentration und Aufreinigung des Produktes,
zellulärer Assay mit HEK293
b) Seminar Tierische Zellkulturprozesse:
Bearbeitung aktueller englischsprachiger Literatur zu Tierischen Zellkulturprozessen

 

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Bericht und Referat (benotet)

Wahlpflichtfachmodul 3
5 ECTS

Wahlpflichtfachmodul 3

Es müssen 4 Wahlpflichtfachmodule aus folgendem Angebot gewählt werden:

Prozessanalysen- und Simulationstechnik

Prozess- und Laborautomatisierung

Industrielle Biotechnologie

Pharmazeutische Biotechnologie

Biomedizin

Immun- und Gentherapie

Wahlpflichtfachmodul 4
5 ECTS

Wahlpflichtfachmodul 4

Es müssen 4 Wahlpflichtfachmodule aus folgendem Angebot gewählt werden:

Prozessanalysen- und Simulationstechnik

Prozess- und Laborautomatisierung

Industrielle Biotechnologie

Pharmazeutische Biotechnologie

Biomedizin

Immun- und Gentherapie

5. Semester

Abschlussarbeit
30 ECTS

Abschlussarbeit

Teilnahmevoraussetzungen

Nach Studien- und Prüfungsordnung:  Module 1-12
Empfohlen:
 

Lehrveranstaltungen

a) Kolloquium

b) Master-Arbeit

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:

Wissen und Verstehen

  • biotechnologische Grundkenntnisse verstehen, vertiefen und in entsprechenden Kontext setzen
  • praxisrelevante und wissenschaftliche Probleme aus der Biotechnologie lösen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer

  • selbständig ein wissenschaftliches Thema bearbeiten
  • sich selbständig neues Wissen und Können aneignen
  • Anwendungsorientierte Projekte weitgehend selbstgesteuert durchführen

Wissenschaftliche Innovation

  • die zuvor erlernten Kenntnisse und Fertigkeiten zur Lösung einer neuen Aufgabenstellung anwenden
  • ingenieurmäßige Fragestellungen insbesondere im Bereich der Biotechnologie unter Berücksichtigung technischer, wissenschaftlicher, sozialer, ökologischer, wirtschaftlicher und bioethischer Vorgaben, Gesichtspunkte, Normen und rechtlicher Auflagen bearbeiten und Probleme lösen

Kommunikation und Kooperation

  • Berichte zu eigenen wissenschaftlichen Ergebnissen abfassen
  • die Ergebnisse der Master-Arbeit präsentieren
  • den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und alternative Problemlösungen diskutieren
  • fundierte Kenntnisse aus dem gestellten Aufgabengebiet und dem wissenschaftlichen Umfeld diskutieren

 

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

  • eigene Fragestellungen zur Gewinnung neuer Erkenntnisse definieren
  • anhand von neuen Fragestellungen fachspezifische Untersuchungsmethoden entwickeln
  • neue Erkenntnisse aus der Bearbeitung eines Themas ableiten und weiterführende Arbeitsschritte definieren
  • die ermittelten Ergebnisse kritisch reflektieren, bewerten und weiterentwickeln

 

Inhalte
a) Kolloquium:
Präsentation der Ergebnisse und mündliche Prüfung von Wissen auf dem gestellten Aufgabengebiet
b) Master-Arbeit:
Planen, Bearbeitung und Lösung einer biotechnologischen Aufgabenstellung, Erstellen einer Master-Arbeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
RE+MP30 (Kolloquium); BE (Master-Arbeit)


Externe Prüfungsordnung

Absolventinnen und Absolventen des Studienganges sollen befähigt sein:

  • anspruchsvolle Aufgaben zu lösen, z.B. forschungsnahe Entwicklungstätigkeiten ausführen
  • Entwicklungsprojekte zu leiten
  • Herstellprozesse in der Produktion zu führen
  • in kleineren Unternehmen die technische Gesamtverantwortung zu übernehmen

Absolventinnen und Absolventen des Studienganges sollen befähigt sein in folgenden Berufsfeldern zu arbeiten:

  • Chemische und Pharmazeutische Industrie
  • Biotechnologische Industrie
  • Lebensmittelindustrie
  • Umwelt- und Agrartechnik
  • Wissenschaftliche Institute, Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen
  • Öffentlicher Dienst z.B.  Überwachungs- und Umweltbehörden
  • Herstellung von Mess- Labor- und Medizingeräten
  • Planung und Bau von biotechnologischen Anlagen
apply

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