Klausur 2016, Fragen und Antworten PDF

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wichtigste Altfragen ...

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Allgemeine Mibi UE

Fermentation Diagramm für x / lnx, S / lnS und μ sowohl in Batch als auch in Fed-Batch gegen die Zeit  Fed-Batch

Batch



Für welche Wachstumsphase gilt die Monod-Gleichung Verzögerungsphase Das bestimmte Integral für x und μ mit den Grenzen x und xo (einfach die endgültigen Formeln für exponentielle Wachstum bzw. μ aus dem Skriptum) dx/dt = µ ∗ x − D ∗ x mit µ = 0 𝐝𝐱 𝐝𝐭

= −D ∗ x

Wie errechnet sich Yield x/S?

YX/S = µmax. ∗

x2 −x1

S0 −S

Die Produktivität ist? Einheit? Einheit:[g/h/L]

P=D∗x

BATCH Die Massenbilanz für die Biomasse im Batch-Prozess lautet: 𝐝𝐱 = 𝐝𝐭 1 dx ∗ [h−1 ] x dt

Wachstumsgeschwindigkeit: Wachstumsrate: µ =

g

µ ∗ x [ L∗h]

Die spezifische Wachstumsrate µ beschreibt dabei: Die Zunahme der Biomasse pro Zeiteinheit bezogen auf die vorhandene Biomasse.

µ=

ln x2 −ln x1 ∆t

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Allgemeine Mibi UE Der Ausbeutekoeffizient Yx/s wird berechnet aus

𝑌𝑥/𝑆

x − x0 S0 − S

Wie berechnet sich die Biomassenkonzentration in der exponentiellen Phase einer BATCHKultur nach Integeration mit den Grenzen x und x0?

MONOD-KINETIK Die Monod-Kinetik beschreibt den Zusammenhang zwischen… spezifischer Wachstumsrate und Prozesszeit spezifischer Wachstumsrate und Ks-Wert Die Monod-Kinetik wird mathematisch durch folgende Funktion beschrieben:

µ = µmax. ∗

S S+Ks

Der Ks-Wert [Einheit?]... Einheit = g/L …ist gleich der Hälfte der maximalen Wachstumsrate …ist diejenige Substratkonzentration bei der µ=0.5* µmax Die maximale Wachstumsrate µ max wird laut Monod-Kinetik... …gar nicht errechnet; fiktiv angenommener Wert Je größer der Ks-Wert, desto... geringer die Affinität vom Organismus zum Substrat Je kleiner der Ks-Wert, desto... höher die Affinität vom Organismus zum Substrat Was gibt der Ks-Wert an? = Sättigungskonstante Maß für die Affinität des Substrates zum Mikroorganismus Einheit: [g/L] Wann gilt Monod Kinetik? Verzögerungsphase Zeichnen Sie den Verlauf dieser Funktion (normiert für µmax.=1h^-1 jeweils für einen kleinen und einen größeren Ks-Wert in das Diagramm beschreiben Sie die Achsen und kennzeichnen Sie die Charakteristika der Monod-Kinetik!

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Allgemeine Mibi UE

KONTINUIERLICHER PROZESS: Die Massenbilanz für die Biomasse im kontinuierlichen Prozess lautet: dx/dt = µx − Dx Im steady state vereinfacht sich das zu?

dx = µx − Dx = 0 → µx = Dx dt µ = D im steady state

Wie definiert sich die Verdünnungsrate D?

D=

F

V

Die Verdünnungsrate D wird gebildet aus dem Verhältnis... Mediumzulauf F bezogen auf das Reaktionsvolumen V Die spezifische Verdünnungsrate Dc im steady state eines kontinuierlichen Prozesses ist... S

0 𝐷𝐶 = µmax. ∗ K +S 𝑆 0

 grösser als µmax Berechnung der kritischen Verdünnungsrate Dc aus µmax. = 1, So = 10g/l, Ks = 1g/l

S0

10

−1

= 1∗ 𝐷𝐶 = µmax. ∗ = 0,9090h K 𝑆 + S0 1 + 10

FED-BATCH PROZESS: Biomasse X = ?

X = X0 ∗ eµt

Einheit von Produktivität, µ und x? Produktivität [g/L/h] Wachstumsrate µ [h-1] Biomasse x [g] Diagramm von x über D, bei dem P,x und S eingetragen werden sollte. Signifikante Punkte (Dc, Dm) auftragen

Ist die Dc kleiner, größer oder gleich µ? kleiner µ weil µmax. laut Monod-Kinetik nicht erreicht werden kann Im Fed-Batch kann…. …eine konstant spezifische Wachstumsrate eingestellt werden …nimmt die Gesamtbiomasse zu Dc im steady state? kleiner µmax. Am Punkt Dc ist x gleich? Null

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Allgemeine Mibi UE Wird die spezifische Wachstumsrate μ im kontinuierlichen Prozess über D eingestellt spricht man von… einem Chemostat Optische Dichte (OD600) Photometrische Messung der optischen Dichte (Trübung) bei 600 nm –rasche Bestimmung der Zunahme der Biomasse. Extinktion sollte hier zwischen 0,1 und 0,6 liegen. Bei höheren Werten muss verdünnt werden. Die Biomassenkonzentration im Fed-Batch… …wird durch Zunahme des Arbeitsvolumens verdünnt Laut Massenbilanz im Batch ist die Zunahme der Biomasse in der exponentiellen Phase… …eine Funktion der vorhandenen Biomasse …eine Funktion der spezifischen Wachstumsrate Die Verdünnungsrate, wo die maximale Produktivität erreicht werden kann, bezeichnet man mit Dm. [h-1]

In einer halblogarithmischen Darstellung der Biomasse über die Zeit, entspricht μ in der exponentiellen Phase… …der Steigung, Im kontinuierlichen Prozess, wenn die Änderung aller Substanzen im Reaktor = 0 ist, heißt es... …steady-state …Fließgleichgewicht Eine konstant spezifische Wachstumsrate wird erreicht… …durch Einstellung eines exponentiellen Zulaufs

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Allgemeine Mibi UE

ELISA Ist ELISA ein homogener oder inhomogener Testaufbau? (inhomogen)  inhomogen Was ist der Titer?  Auskunft, wie weit Probe im Test verdünnt werden kann, um noch Messsignal zu erhalten  Messsignal = höher als Cutoff Was ist der Cutoff  Messwert (Mittelwert) einer Antikörper negativen Probe + dreifache Standardabweichung aus der Mehrfachbestimmung dieser negativen Probe Wie Bestimmt man eine Blutgruppe + Ablauf  Hämagglutinationstest = direkter Agglinationstest IgG aufzeichnen

Auf welches Antigen muss man Testen, wenn eine mögliche Infektion nicht länger als zwei Wochen zurückliegt:  IgM Wie weist man nach, ob eine Impfung noch anhält. +Beschreibung dieser Methode.  indirekter ELISA o zu bestimmendes Antigen / zu bestimmender Antikörper mit 2 oder mehr Reaktanten bestimmt

o Was ist ein Konjugat?  Markierter Antikörper oder markiertes Antigen Was ist ein Hapten?  Teil eines Antigens oder kleines Molekül, das an Antikörpern bindet, aber zu klein um im Organismus eine spezifische Antikörperbindung auszulösen Welche sind FIA-Marker?  FITC  TRITC  Texas Red  PE  EU3+ Avidität ist ein Maß für die Summe der Bindungssätze von …  Polyvalenten Reaktanten Was ist ein Immunogen?

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Allgemeine Mibi UE 

Antigene, die eine Immunantwort auslösen

Was misst man beim RIA?  den markierten Reaktanten im Überstand  Verdrängung markierter Reaktanten Was ist ein Epitop?  Bindungsstelle am Antigen Welche ELISA-Variten können eingesetzt werden, um virale Antigene (z.B. das Core Protein p24 von HIV) aus Plasmaproben nachzuweisen?  Ob Antigen im Blut



Ob Antikörper gebildet wurden

 5 Varianten aufgezeichnet (3 waren richtig) (Indirekt: Enzym-I-O; Double antibody Sandwich: Enzym-O-I; DASE mit Biotin: EnzymY-I-O-I) Antikörper sind Schlüsselmoleküle  der humoralen Immunantwort  der erwerbbaren Immunantwort Ag-Ak-Komplexe werden durch welche Kräfte zusammengehalten?  nicht kovalente Welche Bindungen herrschen in einem Anitgen-Antikörper-Komplex vor? Nennen sie die möglichen Bindungskräfte bei Ag-Ak-Reaktionen:  Wasserstoffbrücken  Ionische Bindungen  Hydrophobe Wechselwirkungen  Van der Waals Wechselwirkungen  Elektrostatische Kräfte Welche Klasse von Immunglobulinen wird untersucht, wenn man antigenspezifische Antikörper sucht und der Verdacht auf einen erstmaligen Antigen Kontakt nicht länger als 2 Wochen zurück liegt?  IgM Aus wie vielen Aminosäuren besteht eine Domäne einer schweren Kette eines Antikörpers?  ca. 110 Aminosäuren Avididät ist ein Maß für die Summe der Bindungsstärke von  polyvalenten Reaktanden Die Bindungsstelle am Antigen nennt man  Epitop Auf welchen Testprinzipien basiert der in den Übungen durchgeführte ELISA?  indirekter ELISA  Double Antibody Sandwich ELISA * Bei dem in den Übungen durchzuführenden immunchemischen Test handelt sich um einen  inhomogenen Assay Welche Antikörper sind im Blut am meisten Vertreten  IgG

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Allgemeine Mibi UE Verschiedene Bilder von Double Antibody Sandwich waren gegeben, man musste angeben welche Methode geeignet ist um eine kürzlich zurückliegende Immunisierung nachzuweisen

Wie viele Aminosäuren enthält die Domäne der light Chain?  110 Bindungskräfte bei Antikörper-Antigen Komplex:  Nicht kovalent #zeichnungen von elisa tests, ankreuzen mit welchen man zb hiv nachweisen kann Welche Immunglobuline unterscheidet man beim Menschen  IgG  IgA  IgM  IgD  IgE Bindungsstelle am Antikörper?  Paratop Affinität: Summe der Bindungsstärke von?  monovalenten Reaktanten Was ist ein Antikörper?  Immunglobulin Voraussetzungen Reproduzierbares Arbeiten  regelmäßige Wartung von Geräten, Pipetten,…  Richtige Lagerung + Konservierung von Reagenzien + Standards  Berücksichtigung möglicher Einflüsse der Proben Matrix  Allgemein: keine zu alten Puffer  Häufiges Problem: Antigene als Immunkomplexe, Proteinkomplexe oder Aggregate  entsprechendes Probenaufbereitungsverfahren

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Allgemeine Mibi UE

Monitoring 20ml 2fach konzentriertes Medium wird zu 20ml einer Wasserprobe zugegeben. Wieviel Medium müsste man nehmen wenn es 5-fach konzentriert wäre? X mL………..5fach 5 20 mL………2fach x = ∗ 20 = 8mL 2

Pseudomonas aerigunosa ist  gramnegativ  aerob/anaerob  nicht sporenbildend  polare Begeißelung  Stäbchen  Oxidase und Katalase positiv Zur physikalischen Effizienz gehört  Biofilme ausbilden  Die Affinität an Partikeln anzuhaften Was ist biologische Effizienz  Typus MO  Wachstumseigenschaften  Metabolische Aktivität  Atmosphärischen Bedingungen  Typ + Alter der Keime  Beprobungsdauer  Probennahmeverfahren Selektiv für das Anreichern von Clostridien  Pasteurisieren der Probe  anaerob Bebrüten  TTC Allgemeines Enterobacteriacae  Kokken  Cytochromoxidase negativ  strikt anaerob  gramnegativ Agar-Zusatz im Medium  1,5-2% des Gesamtvolumens Indikative Komponente bei E.coli/Coliforme  Durhamröhrchen  Laktoseverwertung Quantitative Verfahren  Membranfilterverfahren  Gussplattenverfahren  Titerverfahren  MPN  Abklatschtest Selektiv für Enterokokken  Rindergalle  NaCl  Natriumazid Laktose wird gespalten in  Galaktose  Glucose Indikatorkeime in Trinkwasser Untersuchung sind.?  Clostridien Warum sind Clostridien ein Indikator für länger zurückliegende fäkale Verunreinigungen  weil sie Endosporen bilden

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Allgemeine Mibi UE Azid ist zellschädigend weil  es Cytochromoxidase hemmt  spezifische Hemmung schwermetallhaltige Enzyme Die Gussplatten zählt Ergebnisse folgen mathematischen Gesetzmäßigkeit ein Poissonvorteilung bedeutet, dass… …je größer die Keimzahl, desto kleiner der Modellfehlerund desto größer der subjektive Fehler Enterokokken bauen Zucker über welchen Weg ab, wie heißt das Intermediärprodukt  Glycolyse  Pyruvat Selektive Zusätze/Zusatz im Selektiven Enterokokken Agar nach Slanetz und Barkley  Natriumazid  TTC Selektive Komponenten im Chromocult Coliformen Agar  Salmon-Gal  Tergitol 7 Oberflächenmonitoring: Man erfasst  qualitativ  gesamte Oberflächenverunreinigung MPN Verfahren ist * selektive Anreicherung * gesamte Anreicherung  indikative Anreicherung Wofür wird MPN Methode bevorzugt eingesetzt?  Wasserprobe 48h  Endkontrolle in pharmazeutischen Betrieben Wie kann man allgemein quantitativ E.coli/Colifrome nachweisen  Chromocult Coliform: Membranfiltration  Chromocult Coliform: fraktionierter Ausstrich  DEV Laktose Anreicherung P. aeruginosa: Welche Zusätzlichen Nachweise gibt es  Oxidase Test  Ammoniakbildung aus Acetamid TTC heißt, wird gespalten durch 2,3,5 - Triphenyltetrazoliumchlorid Dehydroginasen Man bebrütet bei welcher Temperatur, wie Keimzahl bestimmt KZB bei 22 und 37 Grad Was ist bei DCRM Indikativ  Natriumdisulfit  Ammoniumeisen(II)-citrat Welche Substrate sind indikativ für Enterobacteriaceae?  Alkoholbildner  Butandiolgärung  Glucose, Lactose  Produkte: Acetoin, Butandiol, Ethanol, CO2, H2, Säuren in geringen Mengen Was ist selektiv für Clostridien?  Endosporen  Pasteurisieren  anaerob Wie werden Enterokokken indikativ nachgewiesen?  TTC Was ist selektiv für Slantez und Barkley?  Natriumazid

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Allgemeine Mibi UE Welche der bei uns verwendeten Tests sind Qualitativ/Quantitativ? (Abklatschtest, Anreicherung, Membranfiltration, Ausstrich)  Qualitativ o Anreicherung o Abklatschtest  Quantitativ o Gussplattenverfahren o Membranfilter o Filter o MPN Welches Enzym fehlt Zellen die Sauerstoff nicht abbauen können?  Katalase  Peroxidase  Speroxid- Dismutase/Katalase Wie gewinnen fakultativ anaerobe Energie?  Gärung anaerob  Atmung aerob Was ist selektiv für Chromocult coliformen Agar?  Tergitol 7 Indikative Komponente bei E.coli/Coliforme  Methylrot  Laktose Allgemeines Enterobacteriacae  Cytochromoxidase negativ  fak. Anaerob  gramnegativ Nernst'sche Gleichung aufschreiben

Enterokkoken…  …werden auf dem Selektivagar nach (Slanetz und Barkley)überprüft Test auf Indolblidung: Woraus wird es gebildet und wodurch? Was muss im Medium sein? Worauf beruht der Nachweis?  Pepton  Tryptophanase  Kovac'sche Reagenz Welches Medium verwendet man für Clostridien?  DCRM = Clostridien-Differential-Bouillon Was im Agar um das Redoxpotential zu senkem  Thioglykollat* Welche Methode zur KBE-Bestimmung von Oberflächen  Abklatsch Coliforme gehören zur Gruppe?  der Enterobacteriaceae Clostridiennachweis  Fe- Schwarzfärbung des Mediums größte Kontaminationsquelle im Labor  Operator Nachweis von Lungenkeimen in Luft  Impingement Salmon Gal wird gespalten zu?  Verwertung von Laktose beruht auf der Spaltung des Disaccharids mittels ß-Galaktosidase  Wird durch Salmon Galnachgewiesen

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Allgemeine Mibi UE Redoxpotential ist ein Maß für  Ox./red. Stoffe im Medium  Wachstumsgeschwindigkeit  Sauerstoffverträglichkeit MPN- Verfahren  KBE unter 30 Keime/ml Nachweisvolumen von Enterokokken  in 100ml nicht nachweisbar Eigenschaften der Enterokokken?  TTCFormazan  Äsculin hydrolysieren fakultativ anaerobe MO  wachsen unter aerob und anaerob aerotolerant  anerob besser als aerob mikroaerophil  reduzierten O2partialdruck obligat anaerob  nur anaerob Bedingungen

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