Membrane-based direct pH parametric pumping for protein concentration

Peters, Lars Ingmar Eckart; Wessling, Matthias (Thesis advisor); Eppink, Michel (Thesis advisor)

Aachen / RWTH Aachen University (2020, 2021) [Buch, Doktorarbeit]

Seite(n): 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

Die Aufreinigung und -konzentrierung von Proteinen aus Lösungen wird für industrielle Anwendungen von immer größerer Bedeutung. Klassicherweise werden diese mittels Festbettchromatographie durchgeführt. Membranprozesse, wie Membranchromatographie und Membranadsorber, haben für diese Anwendung in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen und in Spezialanwendungen ihre Wirksamkeit gezeigt. Vorteile von Membranprozessen liegen in kürzeren Diffusionswegen, schnelleren Bindungskinetiken, sowie einem geringeren Druckverlust. Membranprozesse sind hier jedoch meist auf Flachmembrananwendungen limitiert. Jedes dieser Verfahren erfordert eine aufwendige Vorfiltration der Lösung. Parametrische Pumpen-Prozesse mit einer Hohlfasermembran als stationärer Phase, anstelle von Festbetten, bieten die Möglichkeit die Vorfiltration zu verringern. Eingebettete Ionenaustauschpartikel in der Membranstruktur dienen als Ad- und Desorptionsfläche für das Protein, das seine Ladung dem pH-Wert der Lösung anpasst, sobald diese um den isoelektrischen Punkt des Proteins variert. Eine dichte Schicht auf der Außenseite der Membran verhindert den Durchbruch der Lösung und erlaubt ein blasenfreies zur pH-Kontrolle während des Prozesses. Experimentell wird die Kombination von parametrischem Pumpen und Membranprozessen gezeigt. Eine Prozesssimulation wird genutzt, um optimale Prozessbedingungen und -limitationen aufzuzeigen.

Identifikationsnummern

  • REPORT NUMBER: RWTH-2021-01042

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