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Warum entwickelt die i3 Membrane die digitale Membranchromatographie?

Die Herstellung monoklonaler Antikörper ist der dynamischste Bereich in der Biopharmazeutischen Industrie. Ihr Einsatz in F&E, Diagnostik und therapeutischer Anwendung erfordert aufwendige, mehrstufige Reinigungsverfahren mit Trennsäulen, die kapitalintensiv und eingeschränkt skalierbar sind. Seit einiger Zeit etablieren sich als Alternative zu Trennsäulen sogenannte chromatographische Membranen. Diese sind definiert mit positiv oder negativ geladenen Bindungsstellen ausgestattet. Es können hiermit höhere Durchflussraten im Vergleich zu Trennsäulen und ein effektiver Massentransfer erzielt werden. Biomoleküle, die über diese Bindungsstellen adsorbiert wurden sind nur mittels größerer pH-Wert Verschiebung oder durch hohe Salzkonzentrationen der Spülflüssigkeit wiederzugewinnen. Die Desorption unterscheidet sich damit nicht von der Trennsäulenchromatographie.

Digitale Membranchromatographie eröffnet in der Trenntechnik eine neue Dimension: Die chemischen Bindungseigenschaften der stationären Phase werden durch elektrische Potentialkontrolle schaltbar, sodass Biomoleküle hochselektiv getrennt werden können. Dies bedeutet, dass sowohl Adsorption als auch Desorption über eine einfache Potentialregelung erfolgt. Im Gegensatz zu konventioneller Membranchromatographie werden so Antikörperaufreinigung oder auch Endotoxinaufkonzentration ohne massiven Einsatz von Pufferlösungen oder Aufsalzung möglich. Die digitale Membranchromatographie weist vergleichbare Bindungskapazitäten wie die konventionelle Membranchromatographie auf.

Die digitale Trenntechnik bietet alle Vorteile der Membranchromatographie gegenüber Säulenchromatographie:

  • skalierbare Einwegprodukte (Spritzenvorsatzfilter bis m2-Filtermodul)
  • hohe Durchsatzraten und Bindekapazitäten (großflächige Porenstruktur für effektiven Massentransfer)
  • geringe Betriebskosten (hohe Flüsse, geringe Medienverbräuche und Betriebsdrücke)

 

Was macht die digitale Membranchromatographie einzigartig?

Die Kombination chemisch modifizierter Mikrofiltrationsmembranen mit der physikalischen Potentialkontrolle der leitfähigen Membranoberfläche führen zu erheblichen Vorteilen :

  • Sekundenschnelle, definierte Anpassung der Membranbindungseigenschaften
  • Spezifische Potentialkontrolle für selektive Entfernung, Anreicherung, Aufreinigung
  • Stabile Elektrolytverhältnisse
  • Schonung von wertvollen Zielmolekülen und Hilfsstoffen (z.B. Protein A)
  • Hohe Anzahl von Adsorptions- und Desorptionsschritten ohne Einbuße der Bindungskapazität.

Kooperationen

i3 Membrane kooperiert bei der Entwicklung neuartiger Membranen und hochselektiver Trenntechniken mit verschiedenen Forschungsinstituten, wie zum Beispiel:

  • Technische Universität München
  • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
  • Leibniz-Institut Leipzig