Automation von Prozessentwicklung in up and downstream von Bioprozessen (Automation)

Description: 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.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biopharmazeutikum ? Wirtsorganismus ? Verfahrensparameter ? Verfahrensoptimierung ? Bakterien ? Bioverfahrenstechnik ? Analyseverfahren ? Automatisierung ? Bestimmungsmethode ? Biotechnologie ? Chromatografie ? Kostensenkung ? Produktionstechnik ? Protein ? Verfahrenstechnik ? Ressourcennutzung ? Ressourcenschonung ? Harz ? Kosten ? Anlagenbetrieb ? Analytik ? Miniaturisierung ? Produktaufarbeitung ? Prozessentwicklung ? Reduktionsverfahren ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG (Mitwirkende)
• Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Vienna Institute of BioTechnology, Department für Biotechnologie (Betreiber*in)

Time ranges: 2014-04-01 - 2017-03-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Automation of process development in up and downstream of bioprocesses
  Description: Automation and miniaturization of process development is the key to accelerate the way to the market and reduce the costs of goods by reducing the need of personnel, material and time throughout process development. Therefore, high effort had been put on the development of high throughput screening systems in up and downstream of bioprocesses within the last decade. While different formats for HTS have been established and evaluated for upstream, only for some operation units in downstream processing appropriate systems have been developed and evaluated so far. Most of the published data are focused on chromatographic process steps with automated HTS for resin screening and working conditions, some are available for IB solubilization, protein refolding and protein extraction by ATPS. Few or no data are available about automation of cell disintegration, capture steps, and protein precipitation. A direct connection of automated process development of fermentations to the subsequent downstream process has not been published so far. The overall goal of present project is reduction of time and costs for process development of biopharmaceuticals compared to conventional screenings. A HT platform enabling the automated screening of the entire bioprocess development steps connecting a HT fermentation platform with automated downstream processing and analytics will be established. This will be done by integration and tech transfer of new unit operations (cell disintegration, IB solubilization as first priority; protein precipitation, ATPS as second priority) into existing HT systems. Furthermore, supplementary analytical methods will be evaluated and integrated into the process development chain. General protocols and working modules for downstream HT systems will be compiled for soluble and insolubly expressed products. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1055847

Status

Aktiv

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