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Gaining Productivity, Cost Efficiency and Sustainability in the Downstreaming Processing of Bio Products by novel Integration and Intensification strategies

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Optimierte Verarbeitungsmethoden zur Verbesserung der Herstellung von Biotech-Produkten 

Nachgeschaltete Prozesse machen über 80% der gesamten Herstellungskosten von Bioprodukten aus. Eine EU-Initiative identifizierte Hindernisse für bestehende nachgeschaltete Verarbeitungsmethoden und stellte neue Lösungen vor, wie diese überwunden werden können.

Digitale Wirtschaft
Industrielle Technologien
Grundlagenforschung

Ein wichtiger und teurer Schritt bei der Bio-Herstellung ist die effiziente Rückgewinnung hochreiner Proben aus der biologischen Quelle. Das EU-finanzierte Projekt INTENSO identifizierte Engpässe in diesen nachgeschalteten Verarbeitungsmethoden und fand Lösungen für eine breite Palette von Produkten. Die Forschung konzentrierte sich auf Bioprodukte, die Teil der meisten industriellen Forschungs- und Entwicklungspipelines sind, um Ineffizienzen und Kosten zu reduzieren. Das Projekt schlug eine Integration/Intensivierungsstrategie vor, die sich auf vier verschiedene Methoden für die nachgeschaltete Verarbeitung konzentriert: wässrige Zweiphasen-Extraktion (ATPE), erweiterte Bettadsorption (EBA), konvektive Strömungssysteme (CFS) und Hybrid-Einweg-Patronen (HDC). Das Team von INTENSO entwickelte eine Vielzahl von Zellstämmen, Bioprodukten und Upstream-Prozessen für ATPE. Die Anwendung von gepulsten elektrischen Feldern auf Hefe und Bakterienstämme, die unterschiedliche rekombinante Proteine ​​produzieren, erwies sich bei der Freisetzung von Bioprodukten als effizient.  Die Projektpartner bewerteten die Eignung von EBA der zweiten Generation für die primäre Rückgewinnung von Produkten. Diese Technologie kann sehr früh in das Bioprozessschema integriert werden. In dieser Hinsicht untersuchten sie die Wirkung von chemischen Beschichtungen für den EBA-Prozess und lieferten eine verbesserte Prozessoptimierung durch Minimierung von Biomasse-Wulst-Wechselwirkungen. Experimentelle Methoden für die Charakterisierung von chromatographischen Perlen wurden entwickelt und validiert. Die Wissenschaftler bewerteten die Leistung von CFS beim Einfangen und Reinigen von großen biologischen Molekülen mit großem Potenzial als zukünftige Biopharmazeutika, namentlich von Plasmid-DNA, virusähnlichen Partikeln und Messenger-RNA. Sie zeigten, dass sich CFS fast ideal eignen, um diese Moleküle in Bezug auf Trennkraft, Kapazität und Wiedergewinnung sowie Molekülintegrität zu reinigen. Radialchromatographie ermöglicht die Skalierung von chromatographischen Monolithen im industriellen Maßstab, ohne die Betriebsgeschwindigkeit oder die Trennwirkung zu beeinträchtigen. Schließlich nutzte das Team HDC, um ein kostengünstiges und entsorgbares System zu schaffen, das umweltfreundliches Bioprocessing unterstützt. Es lieferte Protokolle und ausreichende Materialien aus Plasmid-DNA, Messenger-RNA, rekombinanten Proteinen und monoklonalen Antikörpern für die weitere nachgeschaltete Verarbeitung. INTENSO brachte derzeitige industrielle nachgelagerten Verarbeitungspraktiken einen großen Schritt voran. Europäische Biotech-Unternehmen, die solche Technologien entwickeln oder anwenden, werden am meisten davon profitieren.

Schlüsselbegriffe

Biotech, Bioprodukte, nachgeschaltete Verarbeitung, INTENSO

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