Einfluss der Zellaufschlussmethode auf die Expanded Bed Chromatographie

Kampen, Ingo

Bei der Aufarbeitung intrazellulärer, biotechnologischer Produkte müssen nach dem Zellaufschluss die Zelltrümmer vom Zielprotein abgetrennt werden. Als Alternative zur Zentrifugation oder Filtration bietet sich die Expanded Bed Chromatographie an, da in diesem Verfahren die Zelltrümmerabtrennung mit einem ersten chromatographischen Reinigungsschritt verbunden wird. Die Effizienz der Expanded Bed Chromatographie hängt von den Strömungsverhältnissen in der Säule ab. Zelltrümmer erhöhen den Grad der Rückvermischung und wirken sich somit negativ auf den chromatographischen Prozess aus. In dieser Arbeit wurde der Einfluss verschiedener mechanischer Zellaufschlussmethoden (Rührwerkskugelmühle, Hochdruckhomogenisator und Ultraschallhomogenisator) auf die Strömungsverhältnisse im Expanded Bed untersucht. Es zeigte sich ein deutlicher Einfluss der Zellaufschlussmethode auf die Größe und Form der Zellbruchstücke von B. megaterium und E. coli. Diese Ergebnisse konnten mit den Resultaten der Messungen der Verweilzeitverteilung im Expanded Bed korreliert werden.

To purify intracellular biotechnological products, the separation of the cell debris from the product (usually a protein) is necessary. An alternative to the centrifugation and the filtration is the expanded bed chromatography. This method combines the cell debris removal with a first chromatographic step in the purification process. The efficiency of the expanded bed chromatography process depends on the flow profile in the column. The cell debris enhances the back-mixing and therefore influences the chromatographic process negatively. In this work different mechanical cell disruption devices were tested (stirred ball mill, high pressure homogenizer and ultrasonic homogenizer). Distinct differences between the size and the shape of the cell debris from B. megaterium and E. coli deriving from different cell disruption devices could be observed. These results could be correlated with the residence time distribution in the expanded bed.

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Kampen, Ingo: Einfluss der Zellaufschlussmethode auf die Expanded Bed Chromatographie. 2006.

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