Patentanmeldung für Optimierung eines SMB-chromatografischen Trennverfahren

Mit der Patentanmeldung für ein hocheffizientes chromatografisches Trennprinzip wurde die Führungsrolle der Vogelbusch GmbH bei der Entwicklung biotechnologischer Verfahrenstechniken bestätigt. Das Verfahren adaptiert das als "simulated moving bed" bekannte Trennungsverfahren speziell für die Bedürfnisse pharmazeutischer Unternehmen. Im Rahmen der Fachkonferenz PREP 2008 in San Jose, USA, wurde erstmals ein entsprechender Prototyp einem Fachpublikum vorgestellt, das mit großem Interesse reagierte.

Bei der Trennung von Stoffgemischen in der pharmazeutischen Industrie ist die klassische Chromatographie ein bewährtes Standardverfahren. Während die simulierte Gegenstromchromatografie (SMB - "simulated moving bed") im Commodity-Bereich den aktuellen Stand der Technik darstellt, kommt diese in der pharmazeutischen Industrie bisher kaum zum Einsatz.

Durch die Entwicklung einer innovativen Verteileinrichtung ist es Vogelbusch nun erstmals gelungen, die SMB-Chromatografie auch für den Einsatz in der pharmazeutischen Industrie anzupassen. Dabei wurde diese Verteilereinrichtung speziell für die Verwendung bei der Einsäulen-SMB optimiert, die gegenüber der Mehrsäulen-SMB zahlreiche prozesstechnische und wirtschaftliche Vorteile bietet. Ganz speziell erlaubt die nun zum Patent angemeldete Verteilereinrichtung den Einsatz in klein dimensionierten Anlagen, die den Ansprüchen der pharmazeutischen Industrie nach hocheffizienter Bearbeitung geringer Chargen-Volumina optimal gerecht werden. Tatsächlich betreibt die Vogelbusch GmbH am Wiener Hauptsitz bereits seit einiger Zeit eine größer dimensionierte Pilotanlage der Einsäulen-SMB für die Verwendung im Commodity-Bereich, deren Leistungsfähigkeit Vertreter der Pharmaindustrie überzeugte und zu deren Wunsch nach kleiner dimensionierten Anlagen führte.

Das Herzstück der Vorrichtung sind die Flüssigkeitsverteiler, die es ermöglichen, die einzelnen Prozessströme an verschiedenen Stellen der Säule gleichmäßig in das Adsorbens einzustoßen bzw. abzuziehen. Während sich bei der Mehrsäulen-SMB die verschiedenen Zu- und Ablaufstellen in Rohrleitungen zwischen den Säulen befinden, verlagert das zum Patent angemeldete Verteilersystem diese nun in das Adsorbens. Die Aufteilung des Harzbettes auf mehrere Säulen entfällt - und so die damit verbundenen Nachteile.

Die Verteilereinrichtung wurde gemeinsam mit dem Department für Biotechnologie der Universität für Bodenkultur in Wien als Kooperationspartner entwickelt. Für dieses äußert sich Prof. Alois Jungbauer zu den technischen Vorteilen der neuen Einsäulen-SMB Technologie: "Werden bei der SMB Trennharze als Adsorbens eingesetzt, ändert sich deren Volumen zwischen Be- und Entladung der Säulen. Bei den Mehrsäulen-Verfahren führt diese Änderung des Volumens in weiterer Folge zur Verschlechterung der Trennleistung oder zu einem hohen hydrodynamischen Druckabfall. Beim Einsäulen-Verfahren erfolgt das Expandieren und Schrumpfen des Adsorbens gleichzeitig an verschiedenen Positionen der Säule. Beide Effekte können sich so gegenseitig aufheben und das Volumen - und damit die Trennleistung - bleibt konstant."

Auf dem 21st International Symposium on Preparative / Process Chromatography vom 15. bis 18. Juni 2008 in San Jose, CA, USA, wurde nun erstmals ein geeigneter Prototyp öffentlich vorgestellt. Zur Reaktion des Fachpublikums meint DI Markus Lehr, der für Vogelbusch vor Ort war: "Es war ganz klar, dass neben den erwähnten technischen Vorteilen auch der kommerzielle Nutzen unseres Verfahren erkannt werden würde. Eine Säule statt mehrerer Säulen bedeutet zunächst einmal deutlich geringeren Aufwand bei der Herstellung, der Vorbereitung, dem Betreiben und dem Reinigen der Anlage. Weiters eröffnet das Einsäulen-Prinzip Anwendungsgebiete, die den Mehrsäulenverfahren aufgrund der noch immer nicht beherrschbaren Volumensänderungen des Adsorbens verschlossen blieben. Dazu kommt, dass weniger bewegliche Teile eine geringere Störanfälligkeit für das System schaffen. Das bedeutet ungestörte Prozessabläufe und eine längere Lebenszeit des Systems. Vor dem Hintergrund, dass dieses System wie erwähnt auch effizienter als die Mehrsäulen-SMB arbeitet, ist der kommerzielle Nutzen offensichtlich: geringeres Investment, niedrigere laufende Kosten und erhöhte Leistungsfähigkeit maximieren somit ganz klar den Gewinn des Nutzers."

Quelle: Vogelbusch GmbH