Stoffwechselprozesse sorgen meistens dafür, dass Wärme freigesetzt wird. Was ist deshalb naheliegender, als die Wärme als einen Indikator für Lebensprozesse – sei es beim Menschen, bei Tieren, Pflanzen oder Mikroorganismen – zu betrachten? Da die Wärme so eng mit dem Stoffwechsel verbunden ist, zeigt sie dessen Veränderungen im Augenblick ihres Entstehens an. Die Wärmeleistung enthält also wichtige Informationen über die Geschwindigkeit und Stoffflüsse biologischer Umsetzungen. Das sind ideale Voraussetzungen, schwierige Bioprozesse, wie beispielsweise die mikrobiologische Umwandlung toxischer Schadstoffe in Wertstoffe, zu steuern. Immer häufiger und schneller finden biotechnologische Verfahren Eingang in die Pharmaindustrie, Landwirtschaft und chemische Industrie. Lassen sich traditionelle Syntheseschritte bei der Herstellung von Medikamenten und chemischen Produkten durch biotechnologische Verfahren ersetzen, können Produktionskosten und Umweltbelastungen sinken. Deshalb ist das Interesse groß, Bioprozesse präziser überwachen, steuern oder analysieren lassen.
Ein wesentliches Tool dafür sind Kalorimeter bzw. Biokalorimeter, welche die Wärmefreisetzung in Abhängigkeit von der Zeit messen und so ein exaktes Abbild über den Stoffwechsel der mikrobiologischen Aktivitäten liefern. Hier kommt, so wie das kleinere Modell Calmetrix Biocal 2000 mit zwei Messpositionen, das Isotherme Vier-Kanal Biokalorimeter Calmetrix Biocal 4000 zum Einsatz. Das Biokalorimeter arbeitet isotherm im Temperaturbereich 5°C bis 70°C, hat vier thermisch voneinander abgekoppelte Messplätze (kein Cross-Talk sichtbar), welche jeweils mit einer variablen Referenz in Zwillingsbauweise gekoppelt sind und bietet dem Anwender mit einem Probenvolumen von jeweils bis 125 ml genug Spielraum, um durch eine entsprechende Probenmenge auch wenig aktive Prozesse im unteren Mikrowatt-Bereich noch exakt untersuchen zu können. Als Probengefäße kommen Kunststoffbecher mit Deckel (Einweg) bzw. Edelstahlgefäße mit Kunststoffdeckel (sterilisierbar) zum Einsatz. Über die intuitiv bedienbare Software werden die Versuchsdaten und wenigen Messparameter hinterlegt. Nach Start wird die Wärmeentwicklung online aufgezeichnet. Die Messdaten liefern damit sowohl qualitative als auch quantitative Aussagen zum zeitlichen Verlauf und Umfang der ablaufenden Reaktionen. Die jeweilige „Referenzprobe“ besteht aus mehreren Metallscheiben, aufgesteckt auf einem Halter, und kann von der thermischen Masse her variabel und schnell an das Probenvolumen bzw. deren Masse angepasst werden.
Besteht der Bedarf nach mehr Messkanälen für einen höheren Probendurchsatz und reichen kleinere Probemengen (20 ml) aus bzw. muss das verfügbare Probenvolumen noch grösser sein (bis 450 ml), so kann das Isotherme Mehrkanalkalorimeter Calmetrix I-Cal Flex eine gute Alternative sein.
