Automation von Prozessentwicklung in up and downstream von Bioprozessen

Automatisierung und Miniaturisierung der Prozessentwicklung ist der Schlüssel um Entwicklungskosten zu reduzieren und ressourcenschonend durchzuführen. In den letzten Jahrzehnten wurde deshalb viel Forschungsarbeit zur Etablierung von Hochdurchsatzmethoden (HTS) zur Prozessentwicklung im Bereich der Expressionsoptimierung (upstream) sowie auch Produktaufarbeitung (downstream) von Bioprozessen geleistet. Während im upstream-Bereich eine Vielzahl an verschiedenen Prozessformaten im Kleinmaßstab etabliert und evaluiert wurden, ist das im downstream-Bereich nur für wenige Arbeitsschritte der Fall. Der Großteil der veröffentlichten Arbeiten hat seinen Schwerpunkt im Bereich der chromatographischen Prozessierung, wie HTS zur Harz-und Prozessbedingungsauswahl. Einige wenige Daten sind im Bereich der Minaturisierung von Inclusion body Solubilisierung und der Protein Rückfaltung nach Überexpremierung in bakteriellen Wirtsorganismen, sowie zur Proteinextraktion mit wässrigen Zweiphasensystemen (ATPS) veröffentlicht. Im Bereich des Zellaufschlusses, der Produktprimärreinigung oder der Präzipitation stehen kaum Daten zu Verfügung. Auch eine Verbindung von HTS im upstream und downstream Bereich zur einer gesamten Prozessentwicklungsplattform wurde bisher nicht veröffentlicht. Das Gesamtziel dieses Projekts liegt darin Zeit und Kosten der Prozessentwicklung von Biopharmazeutika im Vergleich zu den konventionellen Methoden zu reduzieren. Die durchgeführten Arbeiten sollen schlussendliche HTS im up- und downstream Bereich miteinander verknüpfen und daher eine durchgehende Prozessentwicklung von der Expressionsoptimierung bis zur Produktaufarbeitung ermöglichen. Dazu werden schon entwickelte Methoden adaptiert und integriert und zusätzlich Methoden für zusätzliche Arbeitsschritte entwickelt. Des Weiteren werden Analysenmethoden etabliert und in die Prozessentwicklungsplattform integriert werden, die eine möglichst zeitnahe Überwachung ermöglichen sollen. Optimaler Weise stehen schließlich flexible und kombinierbare Arbeitspakete zu Verfügung die Produktion und Aufarbeitung von löslich und unlöslich exprimierten Produkten ermöglichen.