Modulares membranadsorberbasiertes Aufreinigungssystem fĂŒr Proteine

Das Institut fĂŒr Technische Chemie der UniversitĂ€t Hannover hat gemeinsam mit dem Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik der Technischen UniversitĂ€t Kaiserslautern, der Sartorius AG und der Cell Culture Service GmbH ein auf Membranadsorbern basierendes Baukastensystem zur Aufreinigung von Proteinen entwickelt. Das System ermöglicht es, die optimalen Aufreinigungsparameter des Zielproteins schnell und parallel zu bestimmen. Im Vergleich zu herkömmlichen Chromatographiemedien konnte dabei der Chemikalieneinsatz und die anfallende Abwassermenge deutlich verringert werden.
Proteinaufreinigung in der Post-Genom Ära
Nach der fast vollstÀndigen Identifizierung des
menschlichen Genoms hat in den vergangenen Jahren die Proteinforschung verstÀrkt an Bedeutung gewonnen. Ziel der so genannten Proteomik ist dabei, alle in einem bestimmten Zellzustand exprimierten Proteine zu identifizieren und zu quantifizieren. Angesichts der KomplexitÀt biologischer Proben werden dazu effektive Aufreinigungs- und Fraktionierungssysteme benötigt.

Membranadsorber in der Proteinaufreinigung
Bei der herkömmlichen Chromatographie werden mit porösen Partikeln gefĂŒllte SĂ€ulen verwendet.
Dabei ist die intrapartikulÀre AdsorberoberflÀche
nur durch Diffusion zugĂ€nglich. Daraus resultieren zeitaufwendige Chromatographieschritte, die bei Biopolymeren zu einem Verlust der AktivitĂ€t fĂŒhren können. Der Einsatz von Membranadsorbern kann diese Problematikumgehen, da der Massentransport innerhalb der makroporösen Membran fast ausschließlich durch Konvektion erfolgt.

8-Strips fĂŒr mehr FlexibilitĂ€t
Die Membranadsorbertechnologie kann durch Variation von MembranflĂ€chen und GehĂ€usen sowohl im Prozessmaßstab als auch im Mikrolitermaßstab angewendet werden. Um einen hohen Probendurchsatz erreichen zu können, wurden im Rahmen des Projekts Membranadsorbereinheiten im 8er Streifen Format entwickelt. Diese «8-strips» sind mit ĂŒblicherweise verwendeten 96-well- Mikrotiterplatten kompatibel und ermöglichen das parallele Arbeiten mit mehreren Proben und die gleichzeitige Aufreinigung einer Probe unter verschiedenen Bedingungen. Dabei stehen mehrere Membrantypen zur VerfĂŒgung,wodurch eine maximale FlexibilitĂ€terreicht wird. Der Schwerpunkt der bisherigen Arbeiten lag in der Aufreinigung von human growth hormone (hGH). Dieses Protein findet bei der Therapie von Kleinwuchs und AIDS-bedingtem Muskelschwund pharmazeutische Anwendung.

Innovative Screening Plattform
Im Rahmen des vorgestellten Projekts wurde auf Basis der 8-strips eine innovative und umweltfreundliche Plattform fĂŒr das Hochdurchsatz-Screening entwickelt. Mithilfe des Systems konnten die optimalen Aufarbeitungsbedingungen fĂŒr Proteine aus komplexen biologischen Proben bestimmt werden.

Projektziel:
Entwicklung eines modularen, membranadsorberbasierten
ProjekttrÀger:
Institut fĂŒr Technische Chemie der UniversitĂ€t Hannover Prof. Dr. Thomas Scheper Callinstrasse 3 30167 Hannover
Telefon:
0511/762-2509
Fax:
0511/762-3004
URL:
www.tci.uni-hannover.de
E-Mail:
scheper@iftc.uni-hannover.de
8-strip
TransportphÀnomene in herkömmlichen Chromotographiemedien/ Membranadsorbern