Die Aufreinigung eines pharmazeutischen Produktes ist der wichtigste, aber zugleich auch der aufwendigste und teuerste Schritt in der biotechnologischen Produktion. Eine hohe Reinheit verhindert ungewollte Nebenreaktionen, wie z.B. gefährliche Reaktionen des Immunsystems. Der Reinigungsprozesse muss genau auf die Eigenschaften der Bioprodukte angepasst werden, daraus resultiert eine Kombination aus verschiedenen verfahrenstechnischen Grundoperationen.
Hierbei führt jeder Reinigungsschritt zu einem Verlust an Produkt. Eine Reduzierung der Schritte ist aus ökonomischen Gesichtspunkten daher anzustreben. In diesem Projekt soll eine neue Methode weiterentwickelt werden, die den Aufwand der Aufreinigung und die Anzahl an Reinigungsschritten stark reduziert. In diesem Teil des Projektes wird zunächst der Fed-Batch-Prozess für eine E. coli-Hochzelldichtekultivierung (HZD) optimiert, um eine höhere Konzentration des Zielproteins, ein Fragment eines Antikörpers (sog. Nanobody), zu erzielen. Dieser biotechnologische Prozess soll dabei in einem Scale-up vom Labormaßstab (lab-scale) bis in den 100 L-Bioreaktor-Maßstab (pilot scale) überführt werden.
Für die produzierten Nanobodies wird ein neuartiger Down-Stream-Prozess entwickelt. Nach einem Zellaufschluss und einer Fest-Flüssig-Separation wird das Produkt spezifisch an eisenhaltige Nanopartikel (sog. SPIONs) gebunden und über eine magnetische, selbst entwickelte Separationseinheit in einem Bypass-System abgetrennt. Damit soll eine vollständige Aufreinigung in nur wenigen Schritten erfolgen, was zu einer Senkung des Aufwandes und der Kosten der Aufreinigung beitragen würde.
Das Projekt BioNanoSPION ist eine Kooperation zwischen dem Institut für Bioverfahrenstechnik (ibvt), dem Institut für Partikeltechnik (iPAT) und einem niedersächsischen Industriepartner.