Institut für Thermische Verfahrenstechnik

Technische Proteinkristallisation zur Aufreinigung, Stabilisierung und Formulierung pharmazeutisch aktiver Proteine

Die Kristallisation von Proteinen ist besonders auf dem Gebiet der Röntgenstrukturanalyse gut erforscht, sie kann allerdings auch als Aufreinigungsschritt in der Produktion von Proteinen zur Anwendung kommen. Gegenüber der dort standardmäßig eingesetzten Chromatographie besitzt sie einige Vorteile: sie ist flexibler, kostengünstiger und vor allem leichter skalierbar. Hinzu kommt, dass das so gewonnene Produkt nach der Abtrennung von der gesättigten Lösung in fester Form vorliegt und länger haltbar (aktiv) ist, als wenn es in einer Pufferlösung bei niedrigen Temperaturen stabilisiert werden müsste.

Besonderheiten, die bei der Auslegung des Prozessen berücksichtigt werden müssen, sind die hohe Wassereinlagerung in die Proteinkristalle und damit eine geringe mechanische Stabilität, sowie hohe pH- und Temperaturempfindlichkeit.

Ziel des Projektes ist es, Laboruntersuchungen auf dem Technikum- und Produktionsmaßstab hochzuskalieren und für eine hohe Ausbeute, Reinheit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu sorgen.

Es werden Löslichkeitsdaten und Daten zur Morphologie in Abhängigkeit unterschiedlicher Parameter ermittelt, um gezielt Einfluss auf die Keimbildung und das Keimwachstum zu nehmen und mit Hilfe daraus abgeleiteter Phasendiagrammen die gewünschte Kristallform einzustellen.

 

Veränderung des Habitus eines tetragonalen Lysozym-Kristalls:

Kristalle 

Isometrisch

isometrisch

planar

planar

planar, isometrisch und nadelförmig

nadelförmig

nadelförmig

amorph

Amorpher Niederschlag