Der Euler-Lagrange-Ansatz zur Untersuchung zellulärer Reaktionen in einem Bioreaktor ist in den letzten Jahren in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Er wurde vor etwa zwei Jahrzehnten in biotechnologische Prozesse eingeführt, hat sich aber in den letzten Jahren als leistungsfähiges Werkzeug zur Behandlung von Scale-up- und Scale-down-Themen in Bioprozessen erwiesen. Er kann die Geschichte einer Zelle erfassen und wertvolle Informationen nicht nur für die Bioprozesskontrolle und -gestaltung, sondern auch für das Strain-Engineering liefern. Auf diese Weise wird es möglich sein, Licht auf die tatsächliche Umgebung zu werfen, die die Zelle während ihrer Lebensdauer erfährt. Lebenslinien eines Mikroorganismus in einem Bioreaktor können als das fehlende Bindeglied dienen, das die biologischen und die physikalischen Zeitskalen umfasst. Zu diesem Zweck bietet uns die Digitalisierung von Bioreaktoren neue Einblicke, die in industriellen Reaktoren nur schwer oder gar nicht zu erreichen sind, nämlich Substrat- und Produktgradienten; Hochscherregionen gehören zu den interessantesten Faktoren, die mit Hilfe eines digitalen Zwillings adäquat reproduziert werden können. In diesem Kapitel werden die grundlegenden Prinzipien dieser Methode vorgestellt, und später werden einige praktische Aspekte der Partikelverfolgungstechnik veranschaulicht. Im letzten Abschnitt werden einige der mit dieser Methode verbundenen Vorteile und Herausforderungen diskutiert.