BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Matthias Müller
(2021):
Characterization and optimization of filtration unit operations for GFP purification.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Bioverfahrenstechnik,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 117.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Die Klärung von hochdruckbehandelten E. coli Homogenaten wurde untersucht. E. coli Zellsuspensionen, welche das rekombinante Protein „Green Fluorescence Protein“ (GFP) enthielten, wurden verschiedenen Homogenisationsbedingungen ausgesetzt. Die Homogenate erfuhren daraufhin eine milde Klärung mittels Zentrifugation. Die Partikelmessmethode „Nanoparticle Tracking Analysis“ (NTA) wies im Bereich 100 nm die meisten Zellbruchstückpartikel auf. Eine zusätzliche Behandlung mit dem Flockulationsmittel „Polyethylenimine“ (PEI) vor Zentrifugation führte gar zu noch kleineren Partikel. Mehrere Mikro- und Sterilfiltrationsexperimente wurden durchgeführt. Keiner der verfügbaren Filter konnte eine vollständige Klärung der Zellbruchstückpartikel erwirken. Daraufhin wurden Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen mit großen Porendurchmesser in tangentialer Flussströmung getestet. Dabei wies die Ultrafiltrationsmembran mit einem Größenausschluss von 750 kDa bei hohen Flüssen und geringem Transmembrandruck die optimalsten Ergebnisse auf. Bei diesen Bedingungen werden die Zellbruchstücke vollständig zurückgehalten. Die Permeatflussabnahme während tangentialer Filtration war sehr gering und erzielte einen durchschnittlichen Wert von 50 LMH. Darauffolgende Behandlung beinhaltete Aufkonzentrierung und Pufferwechsel mithilfe von Ultra- und Diafiltration. Man konnte beobachten, dass eine GFP-Aufkonzentrierung auf 14 g/L zu keinem Membranfouling und nur geringen Produktverlusten führte. Membranen, bestehend aus regenerierter Zellulose, erzielten dabei doppelt so große Permeatflusswerte, verglichen mit jenen aus Polyethersulfon. In Homogenaten verbliebenes PEI, speziell höhermolekulare Variante (10 kDa), führte zu verminderten Permeatflüssen. Im Allgemeinen war ein linearer TMP-Flux Zusammenhang bis 2 bar zu bemerken. Die gewonnenen Erkenntnisse erleichtern die Handhabung von Filtrationsprozessen, was zukünftig biotechnologische Produktaufreiningungen im großen Maßstab erleichtern soll.
- Beurteilende(r): Hahn Rainer