Arbeitsgruppe Bioinformatik

Die Themenschwerpunkte der Arbeitsgruppe umfassen die Geräteentwicklung im Bereich der optischen Sensorik bei Bioprozessen (insbesondere In-situ Mikroskopie), die Entwicklung und Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen, den Einsatz bioinformatischer Methoden zur Auswertung von DNA-Microarrays sowie den Einsatz von künstlichen neuronalen Netzen und Machine Learning Algorithmen zur Auswertung von sensorischen Daten.

Das Ziel der Weiterentwicklungen im Bereich der In-situ Mikroskopie ist die kontinuierliche Verbesserung des Messsystems in Bezug auf Reproduzierbarkeit, Genauigkeit und Vielseitigkeit seines Einsatzes. Das Messsystem konnte bisher bei verschiedensten Prozessen erfolgreich eingesetzt werden, so u. A. bei Kultivierungen von S. Cerevisiae, E. Coli, P. Pastoris, CHO sowie Jurkat Zellen.

Neben den biologischen Anwendungen wird das ISM auch zur Überwachung von chemischen/technischen Prozessen verwendet z.B. bei Mehrphasensystemen (Speiseölaufreinigung) und zur Partikelvermessung (Stabilität von Enzymträgern). Eine eigens entwickelte Steuersoftware erlaubt die automatische Ansteuerung des Messsystem sowie die Bildaufnahme. Zur Bildauswertung werden Bildverarbeitungsalgorithmen entwickelt und angewendet. Zielgrößen für diese Auswertung sind meist: Zellzahl, Zellkonzentration sowie die Größenverteilung und Morphologie der Zellen. 

In Kooperation mit Projektpartnern wurden Bildverarbeitungsalgorithmen auch außerhalb des Anwendungsgebiets der Bioprozesse entwickelt. So konnten Algorithmen u. A. zur Analyse von Membranoberflächen (Porengrößenverteilung) sowie metallischen Oberflächen erstellt und erfolgreich angewendet werden.