Bibliographic Metadata

Title
Prozess zur Herstellung, Aufreinigung und Abfüllung von Fibroblast growth factor 2 mittels E.Coli
Additional Titles
The process of manufacturing, purifying and aseptic filling of fibroblast groth factor 2 in E.Coli
AuthorGrabler, Mario
Thesis advisorMaurer, Michael ; Bliem, Rudolf Friedrich
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Fibroblasten-Wachstumsfaktor-2 / Fermentation / Zentrifugation / Escherichia Coli / Fedbatch
Keywords (EN)Fibroblast-growth-factor-2 / Fermentation / Centrifugation / Escherichia Coli / Fedbatch
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Das abschließende Planungsprojekt, des Bachelorstudiums „Bioengineering“, hatte es zum Ziel den Produktionsprozess zur Herstellung von Fibroblasten - Wachstumsfaktor 2 (FGF-2) mittels Fermentation eines Escherichia Coli (E. Coli) Stamm darzustellen. Zu diesem Zweck wurde der gesamte Prozess in vierzehn Teilabschnitte unterteilt und unter den Projektmitgliedern aufgeteilt. Jedes Projektmitglied beschreibt seinen Teilprozess mit dafür geeigneten Dokumenten.

Die vorliegende Arbeit hatte es zum Ziel den Teilabschnitt der Zentrifugation zu erarbeiten. Dieser umfasst sowohl die Zentrifugation der Fermentationsbrühe als auch die Zentrifugation des Homogenisat. Beide Teilabschnitte sind zeitkritisch, da das Produkt durch Enzyme und andere Zellbestandteile abgebaut werden kann. Deshalb muss die Verarbeitung zügig und gekühlt erfolgen.

E. Coli exprimiert FGF-2 intrazellulär, daher wird im ersten Schritt, der Zentrifugation der Fermentationsbrühe, die Feststoffphase zur weiteren Verarbeitung im Erntetank gesammelt. Die im Erntetank vorliegende Feststoffphase wird mit Aufschlusspuffer auf ihr ursprüngliches Volumen von 180L aufgefüllt, gekühlt und gerührt. Anschließend erfolgt die Übergabe an Unit Operation 14 – Homogenisation, um den Aufschluss der Zellen durchzuführen.

Das Produkt wird somit freigesetzt und liegt gelöst im Aufschlusspuffer vor. Um einen unerwünschten Abbau von FGF-2 zu vermeiden wird das Homogenisat zeitnah abzentrifugiert. Die so erhaltene Klarphase wird zur weiteren Aufreinigung an die Unit Operation 5 – Filtration, übergeben.

Im ersten Abschnitt der Planung wurde ein Rohrleitungs- & Instrumentenfließschema (R&I-Fließschema) erstellt. Dieses lässt Abläufe und Schnittstellen des Prozesses gut erkennen und hilft beim Dimensionieren der einzelnen Anlagenteile.

Die daraus gewonnenen Informationen fließen in die Erstellung eines Lastenheftes (User Requirement Specification – URS) ein. Im Lastenheft werden grundlegende technische Details und die Dimensionierung des Separators abgebildet.

In weiterer Folge wurde ein Master Batch Record (MBR) erstellt. Dieser beinhaltet genaue und schrittweise Anweisungen zur Durchführung der nötigen Operationen in beiden Teilschritten der Zentrifugation.

Die Standardarbeitsanweisung (Standard Operating Procedure – SOP) stellt die Abläufe der beiden Prozessschritte sowohl in einem Blockdiagramm als auch in schriftlicher Form da. Sie dient als Grundlage zur korrekten Durchführung der Zentrifugation.

Abschließend ist festzuhalten, dass die im Zuge dieser Arbeit erstellten Dokumente den gesamten Prozess der Zentrifugation abbilden.

Abstract (English)

The present bachelor thesis describes the part of centrifugation in the process of producing fibroblast growth factor 2 by E. Coli. using the Westfalia CSC 6-06-476 separator.

The centrifugation comprises two sections. In the first step, the fermentation broth is centrifuged and the solid phase is collected for further processing in the harvest tank.

After the subsequent homogenization by Unit Operation 14 - Homogenization, the homogenate is centrifuged.

After centrifugation, the clear phase is transferred to Unit Operation 5 - Filtration, for further purification.

Both steps must be carried out as quickly as possible due to a possible degradation of the product by cell components, such as enzymes.