Projektbearbeitung: Ingke-Christine Masthoff
Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 578 „Vom Gen zum Produkt“ wird an der TU Braunschweig die biotechnologische Herstellung rekombinanter Proteine, beispielsweise von Antikörpern für therapeutische Zwecke, untersucht. Hierbei stellt die selektive Abtrennung der Proteine aus dem Kulturmedium, in dem sie produziert werden, eine der größten Herausforderungen dar. Eine vielversprechende Technologie als Alternative zu chromatographischen Trennverfahren ist die Magnetseparation, die eine selektive Abtrennung des Produkts direkt aus dem Kulturmedium mit Hilfe funktionaler magnetischer Partikel ermöglicht.
Am Institut für Partikeltechnik wird im Rahmen des Teilprojekts C7 im SFB ein effizientes, selektives und durch Regenerierbarkeit kosteneffizientes Magnetseparationssystem zur Abtrennung eines Zielproteins entwickelt.
Hierfür werden zunächst kleine magnetische Nanopartikel (10-20 nm) durch den nichtwässrigen Sol-Gel-Prozess synthetisiert. Dieser erlaubt die Synthese unter gezielter Steuerung der Partikeleigenschaften wie ihrer Kristallinität und Partikelgröße.
Die Partikel werden in einem zweiten Schritt funktionalisiert, also mit speziellen chemischen Funktionen an ihrer Oberfläche versehen, um eine spezifische Anbindung der Zielproteine zu ermöglichen und gleichzeitig eine stabile Dispersion in Wasser zu bilden.
Die verwendeten Nanopartikel bieten dabei den Vorteil einer großen spezifischen Oberfläche zur Wechselwirkung mit dem Zielprotein. Bei Anlegen eines externen magnetischen Feldes werden die Partikel mit den gebundenen Proteinen fixiert, und Produkt und Fremdstoffe können voneinander getrennt werden. Nach Abschalten des Feldes und Freisetzung des Produkts werden sowohl das aufgereinigte Zielprotein als auch die magnetischen Partikel erhalten, welche für einen erneuten Abtrennungszyklus eingesetzt werden können.