Titelaufnahme

Titel
Optimierung von Aufreinigungprozessenvon Modelproteinen mittels DoE für den didaktischen Einsatz / Vorgelegt von: Przemysław Ozdowy
Weitere Titel
Design of Experiments in protein purification - optimization of purification processes of model proteins for didactic use
AutorInnenOzdowy, Przemyslaw
GutachterMaurer, Michael
Erschienen2017
HochschulschriftWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2017
Datum der AbgabeJanuar 2018
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)DoE / Proteinchemie / Chromatographie
Schlagwörter (EN)DoE / protein chemistry / chromatography
URNurn:nbn:at:at-fhcw:1-2614 Persistent Identifier (URN)
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Optimierung von Aufreinigungprozessenvon Modelproteinen mittels DoE für den didaktischen Einsatz [3.74 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Aktuelle Trends in der pharmazeutischen Industrie verändern den Weg der Proteinreinigungsprozesse. In diesen Tagen basiert die Produktqualität nicht ausschließlich auf der Prüfqualität im Produkt. Ein typischer Proteinreinigungsprozess hat zahlreiche Betriebsparameter, die seine Leistung beeinflussen können. Folglich können Optimierung und Robustheitsanalyse in Reinigungsprozessen zeitaufwändig sein, da sie sich hauptsächlich auf experimentelle Arbeiten stützen. Um Zeit zu sparen, Kosten zu senken und ganz strenge Vorschriften zu erfüllen, muss die Produktqualität Design und Implikation bereits im Produktentwicklungsprozess sein. Diese Strategie ist als Quality by Design bekannt, ein wertvoller Ansatz besteht in der Kombination einer adäquaten Risikoanalyse-Technik zur Auswahl der relevanten Faktoren, die die Prozessleistung beeinflussen, und die Gestaltung der Experimentiermethodik. Die Anwendung von Quality by Design Prinzipien erlaubt es, viele Prozessvariablen gleichzeitig zu studieren. Die Anzahl der notwendigen Tests wird im Vergleich zum herkömmlichen Ansatz auf der Grundlage von Versuch und Irrtum reduziert. Diese multivariaten Studien erlauben eine detaillierte Erforschung im experimentellen Bereich und unterstützen die Etablierung eines erweiterten Gestaltungsraums für einen Reinigungsprozess. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines robusten Reinigungsprotokolls von vier Modellproteinen, die später als Lernbeispiel in den FH Campus Wien Laborkursen dienen werden. Diese Proteine, 6xHis markierte Variante von GFP, mCherry, Blitzenblue und Pink sind etwa 26 kDa, mit Beta-Fass-Form und Fähigkeit, interne Chromophore zu bilden, ohne irgendwelche zusätzlichen Cofaktoren zu benötigen. Affinitätsreinigungsprotokolle für alle Modellproteine mit Hilfe von DoE wurden etabliert. Zusätzlich wurden im Falle eines mCherry-Protein-Reinigungsprotokolls für ein Anion und eine HIC entwickelt.

Zusammenfassung (Englisch)

Current trends in the pharmaceutical industry change the way of protein purification processes. These days product quality is not exclusively based on testing quality in the product. A typical protein purification processes has numerous operating parameters that can impact its performance. Consequently, optimization and robustness analysis in purification processes can be time-consuming since they are mainly grounded on experimental work. To save time, cut costs, and full fill strict regulations requirements the product quality should be design and implicated already in product development process. This strategy is known as Quality by Design, a valuable approach consists in the combination of an adequate risk analysis technique for selecting the relevant factors influencing process performance and the design of experiment methodology. Application of Quality by Design principles allows to study of many process variables at the same time. The number of necessary tests will be reduced in comparison with the conventional approach based on trial and error. These multivariate studies permit a detailed exploration in the experimental range and support to establishment of an expanded design space for a purification process. The aim of this work is the development of robust purification protocol of four model proteins that later, will serve as learning example in the FH Campus Wien laboratory courses. These proteins, 6xHis tagged variant of GFP, mCherry, Blitzenblue and Pink has MW of about 26 kDa, with beta barrel form and ability to form internal chromophore without requiring any additional cofactors. Metal affinity purification protocols for all model proteins with help of DoE methodology were established. Additionally, in case of mCherry protein purification protocol for an anion and hydrophobic interaction chromatography were developed.

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