Eisen ist ein essentielles Übergangsmetall und wichtiger Bestandteil von Zellkulturmedien, da es in vielen zellulären Prozessen, unter anderem im Energiestoffwechsel, der Biosynthese von Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder bei antioxidativen Mechanismen, eine wichtige Rolle spielt. Aufgrund seiner Redoxaktivität kann Eisen jedoch auch Fenton-Reaktionen katalysieren, die die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) begünstigen, welche mitunter zu schweren Zellschäden führen können. In dieser Arbeit wurde daher der Einfluss von Eisen im Zellkulturmedium auf das Wachstum und die Produktion von Ovarienzellen eines chinesischen Hamsters (CHO) und auf kritische Qualitätsmerkmale verschiedener rekombinanter Proteine untersucht. Zudem wurde die Wirkung von Eisen auf das Expressionslevel von Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) von Genen, die an der Eisenhomöostase beteiligt sind, und auf den intrazellulären Eisengehalt beziehungsweise den labilen Eisenpool (LIP) analysiert, wobei für die beiden letzteren Untersuchungen eine Methodenentwicklung vorausging. Neben der erfolgreichen Etablierung eines Ferrozin-basierten Assays zum Nachweis der gesamten intrazellulären Eisenmenge und den Ergebnissen, die bei der Testung der Fluoreszenzsonde RhoNox-1 zum Nachweis von veränderten LIP Konzentrationen erzielt wurden, konnte keine der beiden anderen während der Methodenentwicklung getesteten (Fluoreszenz-)Sonden (Calcein oder TRX-PURO) LIP Konzentrationen in CHO Zellen nachweisen. Da die Verwendung dieser Sonden eine relativ hohe LIP Konzentration in Zellen voraussetzt, wurde eine geringe LIP-Konzentration in CHO Zellen vermutet. Dies könnte entweder auf eine begrenzte, gesättigte oder geringe zelluläre Eisenaufnahme, oder auf eine sofortige Verteilung beziehungsweise Verwendung des aufgenommenen Eisens innerhalb der Zellen zurückzuführen sein. Die Daten zeigten zudem, dass sich Verunreinigungen im Eisenrohstoff stark auf das Wachstum, die Produktion und auf die kritischen Qualitätsmerkmale des rekombinanten Proteins auswirken. Erhöhte Manganverunreinigungen trugen zu einem verbesserten Zellwachstum, einer gesteigerten Proteinproduktion und einem veränderten Proteinglykosylierungsprofil in der Cellvento® 4CHO und 4Feed Fed-Batch Medienplattform bei, wobei Mangan zusätzlich einen gegensätzlichen Effekt im Vergleich zu Eisen auf die Zellkultur aufwies. Kupferverunreinigung wurden dahingegen als Hauptursache für eine gesteigerte Zellleistung der getesteten CHOZN®-Zelllinie in der EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch Medienplattform identifiziert. Die Verwendung von Eisenrohstoffen mit geringen Verunreinigungen ist daher von entscheidender Bedeutung, um die Auswirkungen von Eisen und seinen Spurenelementverunreinigungen in der Zellkultur zu entkoppeln. Durch die unabhängige Zugabe der einzelnen Elemente zum Zellkulturmedium können die Konzentrationen besser voneinander kontrolliert und angepasst werden, um so letztendlich konsistente und stabile Zellkulturprozesse zu gewährleisten. Von den verschiedenen Eisenquellen, die im Zellkulturmedium während eines Fed-Batch Experiments getestet wurden, verursachten nicht-chelatierte Eisenquellen im Vergleich zu chelatierten Eisenquellen eine schnellere Abnahme der gemessenen Eisenkonzentration im Zellkulturüberstand und führten zu einer höheren nachgewiesenen Eisenmenge in den Zellpellets, die während des Fed-Batch Prozesses der Zellkultur entnommen wurden. Die Verwendung von Eisenchlorid (FeCl3) führte dagegen zu gar keinem Zellwachstum. Auf den ersten Blick deuten die Daten auf eine erhöhte Eisenaufnahmeeffizienz der CHO Zellen bei Verwendung von nicht-chelatierten Eisenquellen hin. Jedoch könnten die Unterschiede auch auf eine schnellere Bildung von Eisenpräzipitaten innerhalb des Zellkulturmediums bei Verwendung von nicht-chelatierten Eisenquellen zurückzuführen sein, da auch die untersuchten mRNA-Expressionslevel von Genen, die in die Eisenaufnahme involviert sind, auf keinen Unterschied zwischen chelatierten und nicht-chelatierten Eisenquellen hinwiesen. Die Entfernung möglicher Eisenpräzipitate vor der Bestimmung von intrazellulärem Eisen sowie die Charakterisierung der vorliegenden Eisenformen nach der Eisenzugabe zum Zellkulturmedium scheinen daher essentiell, um ein umfangreicheres und tiefgründigeres Verständnis und Wissen für eisenbezogene Aufnahmemechanismen zu entwickeln.