Technologie für die #Reinigung rekombinanter #Proteine durch voltage dependent gating unter Fluss Bedingung

#Pedreguer, #Alicante, #Spanien, 2. Juli 2026

Das neue #Verfahren ersetzt die klassische Arbeitsweise der #Chromatographie, die Tonnen von #Ionenaustausch #Harz benötigt und sehr zeitintensiv ist.

Die #Gewinnung, #Isolierung und #Reinigung von rekombinanten Proteinen ist nach klassischem Verfahren aufwendig, lang und somit teuer. Dieses gilt besonders für #Pharmaprodukte wie #monoklonale #Antikörper (»#mAK«).

Die »mAK« produzierenden Zellen (meist #CHO #Zellen) und #Zelltrümmer in der #Fermentationsbrühe wird durch #Zentrifugation von der Flüssigkeit getrennt. Danach erfolgt eine #Tiefenfiltration wodurch kleinere, verbleibende #Partikel und #Trübung restlos entfernt werden, mit dem Ergebnis eines klaren, zellfreien Überstandes.

Die folgende primäre #Aufreinigung (#Capture) – in diesem Schritt werden die Antikörper aus dem Proteingemisch eingefangen und konzentriert. Die Anwendung von Protein A Affinitätschromatographie ist hier der bewährte Standard. Die #Säulenmatrix enthält Protein A, welches spezifisch an den »Fc Teil« der monoklonalen Antikörper bindet. Andere Proteine und Medienbestandteile werden einfach weggewaschen.

Die #Elution

Durch die Senkung des #PH Wertes (sauer) lösen sich die Antikörper von der Matrix und werden hochrein aufgefangen. Der saure PH Wert wird einige Zeit gehalten, um eventuell vorhandene, umhüllte #Viren zu inaktivieren.

#Polishing über #Hydroxylapatit

Um eine taugliche Reinheit für Pharmaprodukte zu erzielen werden (zum Beispiel #Wirtszellproteine, #DNA, #Fragmente oder #Aggregate der #Antikörper und Viren) entfernt.

Danach erfolgt der #Kationenaustausch #Reinigungsschritt (#CEX) der Ladungsvarianten der »mAKs« und #Aggregate trennt. Die Antikörper durchlaufen die Säule. Es folgt dann eine #Virusfiltration als #Nanofiltration, um auch nicht umhüllte Viren zu entfernen. Der folgende Schritt ist die UF/DF: die Antikörperlösung wird aufkonzentriert und der #Puffer wird gegen das finale #Speichermedium (#Formulierungspuffer, der #Haltbarkeit garantiert) ausgetauscht. »Fill & Finish« als #Steril #Filtration in die Endbehältnisse.

Diese etablierten Verfahren weisen jedoch gravierende prozesstechnische, ökonomische und ökologische Nachteile auf und sind keine kontinuierlichen Verfahren. Sie weisen unvollständige #Selektivität und #Mischfraktionen auf, da sich die Bindungsaf finitäten an chromatographischen Matrizen bei der Salz Elution oder PH Elution teilweise überschneiden.

Die Zyklen aus #Beladen, #Waschen, #Eluieren und #Regenerieren der# Säule begrenzen den kontinuierlichen Massenstrom in einer industriellen Produktionslinie drastisch und erfordern überdimensionierte Apparaturen. Bei hohen Salzfrachten ist der Entsalzungsaufwand beträchtlich. Die Verwendung von hochkonzentrierten Salzpuffer Systemen zur Protein Elution erfordert zwingend nachgeschaltete Entsalzungsschritte zum Beispiel mittels teurer #Dialyse/#Diafiltration oder #Ultrafiltration, um die Zielproteine in eine anwendungsbereite, salzarme Form zu überführen.

Da rekombinante Proteine immer als heterogenes Gemisch im isoelektrischen Bereich vorliegen, wirkt das vorgeschlagene Verfahren im Milli Sekunden On/Off Modus wie ein #Molekular #Sieb auf #Zeitbasis. Das neue System ist eine Art Parade beispiel für kontinuierliche Massentrennung.

Durch die gezielte Wahl der #Pulsfrequenz – Duty Cycle und des PH Gradienten lässt sich die Passage des Proteins durch die CEM exakt kontrollieren. Das System nutzt den #IEP zur #Migrationstrennung, nicht zur klassischen Fällung. Das #Protein liegt also gelöst in nativer Form vor.

Das Verfahren soll eine kontinuierliche, hochselektive und produktschonende Trennung von rekombinanten Proteinen direkt im Flüssigkeitsstrom ermöglichen, ohne dass eine adsorptive Bindung an eine Festphase oder der Einsatz von Salzgradienten erforderlich ist, und gleichzeitig höchste Reinheit und Ausbeuten im industriellen Durchflussmaßstab garantieren.

Der Kern der Innovation besteht aus gezielter Wahl der Pulsfrequenz – speziell den Puls Pause Zyklus, um gezielt Diffusionsgeschwindigkeiten unterschiedlicher Isoformen am IEP für eine Trennung zu nutzen. Weiter den Duty Cycle und den PH Gradienten für die Passage des Proteins durch die #CEM im Millisekunden Bereich als Ton/Toff, exakt zu kontrollieren.

Wie das System den IEP zur selektiven Trennung nutzt ist wie folgt beschrieben. Da das System mit einer CEM arbeitet, können nur positiv geladene Moleküle sprich Kationen die Membran passieren. Zustand im Feed Strom ist der PH kleiner als der #IEP: Solange das rekombinante Protein protoniert, positiv geladen ist, wandert es im elektrischen Feld durch die CEM in die zweite Kammer. Das System nutzt den IEP zur Migrationstrennung, nicht zur klassischen Fällung der Proteine.

#Lactoperoxidase (LPO) und #Lactoferrin (LF) können mit dieser Technologie bestens getrennt werden und in höchster #Reinheit und #Ausbeute gewonnen werden.

Das System hat das Potenzial die Vorklärung und Zwischenreinigung (Capture/Intermediate) zu revolutionieren und arbeitet kontinuierlich im Durchfluss welches als #Goldstandard in der #Biotechnologie gilt.

Bioway Consulting Ltd.

Die Firma #Bioway existiert seit bald 40 Jahren und wurde als Einzelfirma in Deutschland gegründet. Eine Kapitalgesellschaft als GmbH wurde in der #Schweiz betrieben mit einer Tochter in Deutschland und später als eine Private Limited on shares in Cypern.

Bioway beschäftigt sich mit den Technologien der #Abwasserreinigung auf #Elektrolyse #Basis, wobei komplementäre Technologien wie Membranfiltration unter anderem einbezogen werden. Weiter wurde ein System für die #Luftreinhaltung/#Desinfektion, zur Inaktivierung von infektiösen, biologischen Partikeln wie Viren, Bakterien mit IR Technologie entwickelt.

Bioway arbeitet als Consultant hauptsächlich in D, A, CH – deutschsprachigen Ländern, wobei neue Technologien weiterentwickelt werden und in Kooperation mit Herstellern von Systemen im Markt verkauft werden.
Die Hauptaufgabe besteht in der Beratung von Kunden, Lösung von Problemstellungen (im eigenen Labor), Implementierung von Technologie zur Lösung von Aufgaben, sowie Verkauf von Systemen und Apparaten für die Reinigung von Flüssigkeiten (Beispiel #Kühlschmierstoff) und #Industrie #Abwasser mit Kooperation von Partnern in Deutschland. Aktuelle Themen sind #Elektro #Protonierung /Elektro #Alkalisierung und voltage dependig gating zur Reinigung rekombinanter Proteine. Mehr 🔗 … 🔗

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