DE68923835T2 - Verfahren zum Trennen und Rückgewinnung von Proteinen, die in Flüssigkeiten anwesend sind, durch eine Drehsäule. - Google Patents

Verfahren zum Trennen und Rückgewinnung von Proteinen, die in Flüssigkeiten anwesend sind, durch eine Drehsäule.

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Description

    Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur effizienten Trennung und Rückgewinnung nützlicher Proteine, die in verschiedenen Flüssigkeiten vorhanden sind und insbesondere nützliche Proteine, die in sehr kleinen Mengen vorhanden sind.
  • 2. Beschreibung des früheren Standes der Technik
  • Herkömmlicherweise ist, um Proteine mittels eines sogenannten Affinitätsgelträgers zu trennen und zu reinigen, die Verwendung einer Kolonne mit Füllkörperschüttung in der Laboratoriumspraxis und in der industriellen Produktion in kleinerem Umfang allgemein gebräuchlich gewesen.
  • Jedoch haben Kolonnen mit Füllkörperschüttung den Nachteil, daß,wenn ein großes Flüssigkeitsvolumen durch die Füllkörperkolonne hindurchgeleitet wird, wie in Fällen, in denen es erwünscht ist, sehr kleine Mengen an physiologisch aktiven Proteinen,die in der Milch vorhanden sind, zu trennen und zu reinigen, die Adsorptionseffizienz sich rasch verringert, was beispielsweise auf die Verdichtung des Trägers zurückzuführen ist. Um die Adsorptionseffizienz zufriedenstellend hoch zu halten ist es eforderlich, das Flüssigkeitsvolumen, das durch die Kolonne geleitet wird, zu verringern. Jedoch. ist dies insofern aus einem praktischen Gesichtspunkt heraus nachteilig, als die Durchflußzeit zu lang ist, um für die Behandlung großer Flüssigkeitsvolumen geeignet zu sein.
  • Es ist auch ein Verfahren zur Bewirkung der Adsorptionsreaktion durch Hindurchleiten einer Flüssigkeit durch einefluidisierte Füllkörperkolonne in einein sogenannten diskontinuierlichen Verfahrensgang vorgeschlagen worden (A.D.A.,Kanekanian und M.J.Lewis (1986) Developments in Food Proteins-4, herausgegeben von B.J.F.Hudson, Elsevier Applied Science Publishers, London & New York, 5.135-173). Da jedoch dieses Verfahren ein lang andauerndes mechanisches Rühren enthält, nimmt der Träger sehr leicht Schaden.
  • Um zu verhindern, daß der Träger beschädigt wird, ist ein Versuch unternommen worden, den Träger durch das Einwirken eines Aufwärtsstroms zu fluidisieren. Dieses Verfahren gestattet es, eine Flüssigkeit mit einer relativ hohen Geschwindigkeit durch die Kolonne zu leiten (M.G. Bite, S. Berezenko, F.J.S. Reed (1988) Appli. Biochem.Biotechnol., 18, 275-284). Jedoch neigt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit weiter erhöht wird, der Träger dazu, in den oberen Teil der Kolonne zu wandern, was eine Erhöhung der Dichte des Trägers, wie es in der Kolonne mit Füllkörperschüttung geschieht,verursacht (A.D.Kanekanian und M.J.Lewis (1986) Developments in Food Proteins-4, herausgegeben von B.J.F. Hudson, Elsevier Applied Science Publishers, London & New York, Seiten 135-173). Deshalb hatte dieses Verfahren den Nachteil, daß die darin verwendbare Art von Träger begrenzt ist.
  • Zwischenzeitlich ist ein Rotationskolonnen-Reaktor zur Aktivierung eines immobilisierten Enzyms wirksam kürzlich entwickelt.worden(Japanische Patentveröffentlichung Nr. 43228/81). Dieser Reaktor besteht aus einer Rotationskolonne mit einein darin eingebrachten immobilisierten Enzym und einem Gehäuse zum Einschluß der Rotationskolonne und soll dazu dienen, wirksam den Zweck der Aktivierung des darin eingebrachten Enzyms zu erfüllen sowie seine Wäsche nach seinem Gebrauch.Es ist äußerst unbekannt gewesen, daß dieser Reaktor dazu dienen kann, sehr geringe Mengen nützlicher Proteine , die in verschiedenen Flüssigkeiten vorhanden sind, rückzugewinnen.
  • Die Reinigung von humanem und bovinem Lactoferrin aus der Milch durch einen einzigen Immunoaffinitäts-Chromatographie-Schritt wird im Journal of Dairy Science,Bd.70, 1987, Seiten 752-759, Kawalkami,H. u.a. offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die gegenwärtigen Erfinder haben ein intensives Studium des Verfahrens zur effizienten Trennung und Rückgewinnung sehr kleiner Mengen nützlicher Proteine, die in verschiedenen Flüssigkeiten vorhanden sind, durchgeführt und haben gefunden, daß das gewünschte Protein wirksam durch Verwendung eines Affinitätsgelträgers, Fluidisierung des Trägers und Inkontaktbringen der Flüssigkeit mit dem Träger in einem Zustand einer turbulenten Strömung adsorbiert, gewaschen und eluiert werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Feststellung abgeschlossen worden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Trennung und Rückgewinnung eines spezifischen Proteins (oder Proteine) aus einer proteinhaltigen Flüssigkeit mittels eines Affinitätsgelträgers vorgesehen, das die Schritte umfaßt, daß der Affinitätsgelträger in eine Rotationskolonne eingebracht wird; das proteinhaltige Fluid mittels Öffnungen durch die Kolonne hindurchgeleitet wird, während die Kolonne gedreht wird, um den Träger zu fluidisieren, wodurch das Fluidmit dem Träger in einem Zustand einer turbulenten Strömung in Kontakt kommt und das in ihm enthaltene Protein auf dem Träger adsorbiert wird, Waschen der Kolonne, indem eine Waschflüssigkeit durch die Kolonne hindurchgeleitet wird, während diese gedreht wird und Eluierung des gewunschten Proteins von der gewaschenen Kolonne, indem ein Elutionsmittel durch die sich drehende Kolonne hindurchgeleitet wird.
  • Gemäß dem Verfahren der vörliegenden Erfindung kann die Effizienz des Kontaktes zwischen einen Affinitätsträgergel und einer proteinhaltigen Flussigkeit unter milden Bedingungen erheblich verbessert werden. Deshalb kann, selbst wenn der Gehalt an nützlichem Protein in dem Fluid sehr niedrig ist, das Protein durch Behandlung des Fluids in einem großen Umfang wirksam rückgewonnen werden. Ferner kann das in dem Fluid vorhandene Protein vorteilhaft rückgewonnen werden, ohne an dem Träger, der verwendet wird, um das Protein hierauf zu adsorbieren, signifikanten Schaden zu verursachen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines zur Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung geeigneten Rotationskolonnenreaktors. In dieser Figur ist (A) eine schematische abschnittsweise Seitenaufriß-Ansicht des Reaktors und (B) ist eine schematische abschnittsweise Vorderfrontaufriß-Ansicht der Rotationskolonne. Der Reaktor der Fig. 1 besteht aus einem inneren Zylinder (oder dem Trägerbehältnisabschnitt) 1, einem äußeren Zylinder 2, einer hohlen Welle 3, Trennplatten 4, einem Träger 5, einer Dichtung 6, durchgehenden Schrauben 7, Muttern 8, Klemmvorrichtungen 9,einem Flüssigkeitsstrom 10, Austrittsöffnungen 11, einem Netz 12 und Öffnungen 13.
  • Beschreibung im einzelnen und die bevorzugten Ausführungsformen
  • Die proteinhaltigen Flüssigkeiten, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als Einspeisungsfluide verwendet werden können, schließen zum Beispiel ein: Magermilch,Milch, Molke, Blut, mikrobielle Kulturen und tierische oder pflanzliche Zellkulturen; rekonstituierte Fluide, die durch Trocknen der vorstehenden Fluide, wie durch Sprühtrocknen, Gefriertrocknen oder dergleichen erhalten worden sind und anschließendem Auflösen des Rückstandes in Wasser oder einer geeigneten Puffer-Lösung; sowie biologische Rohextrakte, die aus tierischen oder planzlichen Geweben gemäß der herkömmlichen Verfahrensweise hergestellt wurden und ein gewünschtes Protein enthalten.
  • Der Ausdruck "Protein", wie er hierin benutzt wird,umfaßt eine große Vielfalt von biologisch aktiven Proteinen einschließlich in Magermilch und Milch enthaltenem Lactoferrin, verschiedene Enzyme ( wie polynucleotides Phosporylat) die in Blutblättchen, Lymphozyten und mikrobiellen Zellen vorhanden sind, humanes β-Interferon und verschiedene Antikörper,ebenso wie Protein-Komplexe, die aus zwei oder mehreren Proteinen zusammengesetzt sind.
  • Die Träger, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,um solch ein in dem Einspeisungsfluid vorhandenes Protein auf spezifische Weise zu adsorbieren schließen ein: Gelträger (wie Agarose, Zellulose, Siliciumdioxid, Chitosan, Acrylamid und andere polymere Substanzen) mit einem hierauf immobilisierten spezifischen Antigen oder Antikörper, Heparin, Lectin, Protein A oder Protein G;die vorstehenden Gelträger mit Sulfat oder anderen reaktiven Gruppen, die hierin eingeführt worden sind; und dergleichen. Das einzige Erfordernis für den Gelträger ist das, daß er hierauf eine Substanz oder eine reaktive Gruppe hat, die eine Affinität für das gewünschte Protein besitzt. Deshalb können jegliche beliebige von verschiedenen wohlbekannten Gelträgern verwendet werden, die als Affinitätsgelträger benutzt werden.
  • Die Rotationskolonne (hierin nachstehend kurz als die Kolonne bezeichnet), die in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, kann eine beliebige Rotationskolonne sein, die mit einer Kolonnen-Rotationsvorrichtung zum Fluidisieren des in der Kolonne enthaltenen Trägers durch die Drehbewegung der Kolonne sowie einem Fluid-Einspeisungsmechanismus, der es gestattet, ein Einspeisungsfluid, welches ein proteinhaltiges Fluid umfaßt, durch AustrittsÖffnungen in die Kolonne einzuleiten und mit dem fluidisierten Träger in Kontakt zu bringen, ausgerüstet ist.
  • Bei Benutzung einer Kolonne mit der oben beschriebenen Konstruktion wird das Einspeisungsfluid stets mit dem Träger in einem Zustand einer turbulenten Strömung in Kontakt gebracht. Da dies die Reaktion zwischen ihnen auffallend fördert wird es möglich, eine effiziente Adsorption des Proteins auf dem Träger zu bewirken und die Wasch- und Elutionsverfahren mit einein kleinen Flüssigkeitsvolumen auszuführen. Im allgemeinen ist es, wenn es gewünscht wird,ein erwünschtes Protein auf einem Affinitätsgelträger zu adsorbieren, notwendig, ein kleines Volumen an Einspeisungsfluid in einer niedrigen Strömungsrate in die Kolonne einzuleiten, um so die Kontaktmöglichkeit zwischen demeinspeisungsfluid und der Trägeroberfläche zu vergrößern. Anderenfalls wäre es schwierig, eine zufriedenstellende Adsorption zu bewirken, weil die Bindungsreaktion des Proteins mit den reaktiven Gruppen der Trägeroberfläche infolge ihrer Affinität für das Protein nicht bis zu einem vollen Ausmaß fortschreitet. Im Gegensatz dazu macht es das Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, ein größeres Volumen an Einspeisungsfluid mit einer höheren Strömungsrate in die Kolonne einzuleiten, während ein zufriedenstellender Kontakt zwischen dem Einspeisungsfluid und dem Träger auf Grund der Tatsache, daß der Träger durch die Rotationsbewegung der Kolonne fluidisiert wird und das Einspeisungsfluid durch Austrittsöffnungen in die Kolonne eingeführt wird,sichergestellt wird. Darüberhinaus wird an dem Träger, da der Träger nicht mechanisch fluidisiert wird, kein Schaden verursacht.
  • Ein beispielhafter Rotationskolonnenreaktor, der in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, ist in Fig.1 dargestellt. Insbesondere schließt der Kolonnenreaktor eine Rotationskolonne ein, die einen Trägerbehältnis-Abschnitt (oder inneren Zylinder) 1 und einen äußeren Zylinder 2 umfaßt. Längs einer hohlen Welle 3 mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen 11, wird der Trägerbehältnis -Abschnitt 1 durch eine Vielzahl von Trennplatten 4 mit Öffnungen 13 von Passender Größe unterteilt.
  • Zusätzlich kann auch die herkömmliche Rotationskolonne, die in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr.432228/81 beschrieben wird, in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
  • Nunmehr werden die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erforderlichen Bedingungen hierin nachstehend vollständiger erörtert werden.
  • Der Teilchendurchmesser des Trägers kann im Bereich von 10 um bis 7 mm und vorzugsweise im Bereich von 30 um bis 1 mm liegen. Falls der Teilchendurchmesser kleiner als 10 um ist, ist es notwendig, die Maschen des Trägerbehältnis-Abschnitts auf eine kleinere Größe zu reduzieren, was es schwierig macht, das Einspeisungsfluid gleichmässig zu dispergieren. Andererseits wird, wenn der Teilchendurchmesser größer als 7 mm ist, die wirksame Oberfläche des Gelträgers zu klein, um für eine effiziente Rückgewinnung von Proteinen geeignet zu sein. Vor der Verwendung sollten die vorstehenden Gelträger vorzugsweise vorbehandelt werden, um dadurch eine mehr oder weniger gleichmäßige Verteilung der Teilchendurchmesser zu haben. Die hohle Welle 3 mit Austrittsöffnungen 11, die mit dem Trägerbehältnis -Abschnitt der Rotationskolonne in Verbindung stehen, ist vorzugsweise mit einem Metall-, Stoff - oder Nylonnetz 12 mit passender Maschengröße bedeckt. In diesem Fall wird die Maschengröße entsprechend dem Teilchendurchmesser des Trägers bestimmt. Zum Beispiel wird, wenn der Träger einen Teilchendurchmesser von 150 um besitzt, ein Netz mit einer Größe von weniger als 100 Maschen benutzt, sodaß der Träger nicht durch die Maschen des Netzes hindurchgehen kann.
  • Der Trägerbehältnis-Abschnitt ist durch Trennplatten 4 mit Öffnungen 13 von passender Größe längs der hohlen Welle 3 mit den Austrittsöffnungen 11 unterteilt. Wenn das Volumen des Trägerbehaltnis-Abschnitts der Rotationskolonne durch V&sub0; (Litern) dargestellt wird, sollte das Volumen ,V&sub1;,des Trägers, der in die Rotationskolonne eingeleitet wird, im Bereich von V&sub0;/200 ≤V&sub1; ≤ V und vorzugsweise im Bereich von 0,1 V&sub0; ≤ V&sub1; ≤ 0,75 V&sub0; liegen. Falls das Volumen,V&sub1;, des Trägers weniger als 1/200 V&sub0; beträgt, werden die Volumen der Flüssigkeiten, die zum Waschen und zur Elution verwendet werden, im Bezug zu dem Volumen des Gelträgers groß, was die Effizienz der Rückgewinnung des Proteins reduziert.
  • Die Kolonnenlänge,L (cm),liegt vorzugsweise im Bereich von L ≥ (10&sup5;V&sub0;)1/3 . Falls L kürzer als (10&sup5;V&sub0;)1/3 ist, wird die Verteilung des Fluids, das aus den Austrittsöffnungen abfließt,ungleichmäßig, was es schwierig macht, das Einspeisungsfluid wirksam zu rühren.
  • Um die Schritte effizient auszuführen,daß das in dem Einspeisungsfluid vorhandene Proteinveranlaßt wird,daß es auf dem in die Rotationskolonne eingebrachten Träger adsorbiert wird sowie Rückgewinnung des Proteins durch Elution, sollte die Rotationsgeschwindigkeit, r , des inneren Zylinders der Rotationskolonne im Bereich von 1 rpm ≤ r ≤ 1 000 rpm und vorzugsweise im Bereich von 5 rpm ≤ r ≤ 100 rpm liegen. Die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit kann in geeigneter Weise entsprechend der Affinität des Trägers für das gewünschte Protein, dem Durchmesser des Trägerbehältnis-Abschnitts und dergleichen bestimmt werden, sodaß der Träger ohne Hindernis fluidisiert und in engen Kontakt mit dem protein-haltigen Einspeisungsfluid,das hindurchgeleitet wird, gebracht werden kann. Falls die Rotationsgeschwindigkeit, r , des inneren Zylinders der Rotationskolonne größer als 1 000 rpm ist, wird die Fluidisation des Trägers infolge der Zentrifugalkraft, die von der Rotation ausgeht, verhindert und deshalb wird kein effizienter Kontakt zwischen dem Einspeisungsfluid und dem Träger bewirkt.
  • Die Strömungsrate,Vs (Liter/h) des Einspeisungsfluids, das durch die Rotationskolonne geleitet wird, liegt vorzugsweise im Bereich von Vs ≤ 10²V&sub0; (Liter/h).Wenn Vs größer als 100 V&sub0; (Liter/h) ist, wird die Effizienz des Kontaktes zwischen dem Einspeisungsfluid (oder proteinhaltigen Fluid) und dem Träger reduziert und deshalb kann die Rückgewinnung des Proteins aus dem Einspeisungsfluid nicht effizient durchgeführt werden. Andererseits, wenn die Strömungsrate,Vs, zu niedrig ist, wird die für den Durchfluß des Einspeisungsfluids erforderliche Zeit unangemessen verlängert, was eine reduzierte Effizienz zum Ergebnis hat. Weiterhin wird die Effizienz des Kontaktes zwischen der Einspeisungsflüssigkeit und dem Träger ebenfalls reduziert, weil die durch die Austrittsöffnungen verursachte Druckveränderung nur leicht ist. Demzufolg sollte die Strömungsrate unter gebührender Berücksichtigung der Rotationsgeschwindigkeit des inneren Zylinders, der Länge der Kolonne, dem Strömungszustand des Trägers und ähnlichem bestimmt werden.
  • Unter den oben beschriebenen Bedingungen kann das Einspeisungsfluid mit dem Träger in einem Zustand einer turbulenten Strömungin Kontakt gebracht werden.
  • Es sollte so verstanden werden, daßder Durchfluß des Einspeisungsfluids entweder auf eine zirkulierende Weise oder auf eine Weise des Einmaldurchlaufs ausgeführt werden kann.
  • Wo das Einspeisungsfluid durch die Rotationskolonne auf eine zirkulierende Weise hindurchgeleitet wird, wird die Gesamtdurchfluß-Zeit,T (h) durch die Konzentration des Proteins, das rückgewonnen werden soll,der Strömungsrate, Vs (Liter/h) des Fluids und der Adsorptionskapazität des Trägers bestimmt. Die Durchflußzeit erfülltvorzugsweise die folgende Bedingung:
  • T ≤ 500 qV1/CVs
  • worin C (g/Liter) die Konzentration des Proteins in dem Einspeisungsfluid ist, das rückgewonnen werden soll, und q (g/Liter von Gel) ist die gesättigte Adsorptionskapazität des Trägers, die durch Hindurchleiten eines Uberschusses an proteinhaltigem Fluid durch den Träger geschätzt wird.
  • Falls die vorerwähntebedingung nicht erfüllt wird, d.h., T > 500 qV1/CVs ,wird dies eine Reduzierung in der Effizienz zum Ergebnis haben, weil das Einspeisungsfluid im Überschuß durch die Rotationskolonne hindurchgeleitet wird und die Durchflußzeit wird unangemessen verlängert.Gewöhnlich sollte der Durchfluß des Einspeisungsfluids innerhalb der oben definierten zeitlichen Begrenzung ausgeführt werden bis die gewünschte Rückgewinnung erfolgt ist.
  • In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann selbst eine kleine Menge von in einem Fluid vorhandenem Protein effizient auf einem Träger durch Hindurchleiten des Fluids durch die Rotationskolonne unter den oben beschriebenen Bedingungen und anderen genau bestimmten Bedingungen wie der Temperatur adsorbiert werden.
  • Wenn das Einspeisungsfluid auf die oben beschriebene Art und Weise durch die Rotationskolonne hindurchgeleitet wird, wird das gewünschte Protein,das in dem Einspeisungsfluid vorhanden ist, auf dem Träger adsorbiert. Sodann wird der Träger mit dem hierauf adsorbierten Protein innerhalb der Rotationskolonne auf die gleiche Weise wie sie oben für das Adsorptionsverfahren beschrieben wurde, gewaschen. Zu diesem Zweck wird eine geeignete Waschflüssigkeit gemäß den Adsorptionsmerkmalen des Proteins verwendet.Zum Beispiel können verschiedene Waschflüssigkeiten für die Verwendung in der herkömmlichen Affinitätschromatographie, einschließllch Wasser, geeignete wäßrige Salzlösungen (wie wäßrige Natriumchlorid-Lösungen) sowie geeignete Pufferlösung (wie eine 0,01M Phosphat-Pufferlösung, die 0,2M NaCl enthält) benutzt werden. Die Menge der Waschflüssigkeit, die zur gleichen Zeit verwendet wird, Vwash (Liter), sollte vorzugsweise im Bereich von V&sub1; ≤ Vwash 100 V&sub1; liegen. Der Träger kann einmal oder mehrmals entweder auf eine zirkulierende Weise oder auf eine Weise des Einmaldurchlaufs gewaschen werden.
  • Nach dem Waschen kann das auf dem Träger adsorbierte gewfünschte Protein eluiert werden, indem ein herkömmliches Elutionsmittel, das eine Substanz enthält, die die Bindung zwischen dem gewünschten Protein und den reaktiven Gruppen des Trägers brechen oder schwächen kann, durch die Rotationskolonne hindurchgeleitet wird, Zu diesem Zweck können verschiedene Elutionsmittel verwendet werden, einschließlich beispielsweise geeignete wäßrige Salzlösungen (wie wäßrige Natriumchlorid-Lösungen) und geeignete Pufferlösungen (wie für den oben beschriebenen Waschzweck verwendbare Phosphat-Pufferlösungen). Im allgemeinen sollte das Elutionsmittel gemäß dem Elutionsmuster des gewünschten Proteins hergestellt werden, zum Beispiel, um so eine höhere Ionenstärke zu haben all die Waschflüssigkeit. Falls ein odere mehrere Proteine zusätzlich zudem gewünschten Protein auf dem Träger adsorbiert werden, kann das gewünschte Protein gemäß jeder beliebigen der wohlbekannten fraktionierten Elutionstechniken isoliert werden.Die Menge des verwendeten Elutionsmittels,Vout (Liter) sollte im Bereich von V&sub1; &le; Vout < 100V&sub1; liegen und das Elutionsmittel kann entweder auf eine zirkulierende Weise oder auf eine Weise des Einmaldurchlaufs durch die Rotationskolonne hindurchgeleitet werden
  • Es soll in diesem Zusammenhang angemerkt werden, daß durch Verwendung des Elutionsmittels in einer nicht größeren Menge als 100 V&sub1; mehr als etwa 95% des gewünschten Proteins, das auf dem Träger adsorbiert ist, eluiert werden kann.
  • Falls notwendig, kann das gewünschte Protein, das in dem Eluat vorhanden ist, in der Form eines festen Materials oder dergleichen gemäß jeder beliebigen herkömmlichen Technik rückgewonnen werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
  • Besispiel 1
  • Eine Rotationskolonne mit einem inneren Zylinder-Volumen von 5 Litern, einer äußeren Zylinder-Kapazität von 20 Litern und einer Kolonnenlänge von 265 cm wurde mit 800 ccm sulfoniertem Cellulofine als Träger-Gel beschickt.
  • Dieses Träger-Gel besitzt eine maximale Lactoferrin- Adsorption von 3,0 mg/ml von Gel.
  • Während die Rotationskolonne mit einer Geschwindigkeit von 18 rpm gedreht wurde, wurden 100 Liter Magermilch einmal hindurchgeleitet mit einer Strömungsrate von 180 Litern pro Stunde.
  • Dann wurde das obige Träger-Gel mit dem hierauf adsorbierten Lactoferrin vier mal mit 20-Liter-Teilmengen einer 0,3M wäßrigen Natriumchlorid-Lösung gewaschen. Nach dem Waschen wurden 20 Liter einer 1M wäßrigen Natriumchlorid-Lösung durch die Rotationskolonne zirkulieren gelassen. Auf diese Weise wurde das adsorbierte Lactoferrin auf dem Träger-Gel mit einer Ausbeute von 2,16 g rückgewonnen.
  • Das so rückgewonnene Lactoferrin hatte eine Reinheit von 95%.
  • Beispiel 2
  • Eine Rotationskolonne ähnlich jener, wie sie in Beispiel 1 benutzt wurde, wurde mit einem Träger-Gel mit hierauf immobilisiertem monoklonalem Anti-Lactoferrin-Antikörper beschickt. Während diese Rotationskolonne mit einer Geschwindigkeit von 18 rpm gedreht wurde, wurden 50 Liter der gleichen Magermilch, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, einmal mit einer Strömungsrate von 180 Litern pro Stunde hindurchgeleitet.
  • Das Antikörper-Immobilisierungs-Träger-Gel, das in diesem Beispiel verwendet wurde, hatte eine maximale Lactoferrin-Adsorption von 2,5 g/ml von Gel.
  • Dann wurde das Träger-Gel mit dem hierauf adsorbierten Lactoferrin zweimal mit 20-Liter-Teilmengen einer 0,5M wäßrigen Natriumchlorid-Lösung gewaschen und drei mal mit 20-Liter-Teilmengen von PBS.
  • Nach demWaschen wurden 20 Liter einer 2M Acetat-Pufferlösung (pH 3,7) durch die Kolonne zirkulieren gelassen Auf diese Weise wurde das auf dem Träger-Gel adsorbierte Lactoferrin mit einer Ausbeute von 1,85 g(2,3 mg/ml von Gel) rückgewonnen.
  • Das rückgewonnene Lactoferrin hatte eine Reinheit von 98%.
  • Beispiel 3
  • Eine Rotationskolonne mit einem inneren Zylinder-Volumen von 500 ml, einer äußeren Zylinder-Kapazität von 600 ml und einer Kolonnenlänge von 130 cm wurde mit 200 ml sulfonierten Chitosan-Kügelchen [mit einer maximalen F-HA (ein Protein von Bordetella Pertussis (Stamm Tohama, Phase I) Adsorption von 8 mg/ml von Gel] als Träger-Gel beschickt.Dieses Träger-Gel wurde in einer 0,01M Phosphat- Pufferlösung, die 0,2M Natriumchlorid enthielt (pH 8,0; mit einer spezifischen Leitfähigkeit von etwa 17,5 ms/cm) durchtränkt und hiermit in der Kolonne äquilibriert. Danach wurde die Pufferlösung aus der Kolonne abgelassen.
  • Andererseits wurden 8 Liter des Flüssigkeitsüberstandes (mit einem F-HA-Gehalt von 0,02%) einer Kultur, die durch Kultivierung der Bordetella Pertussis (Stamm Tohama, Phase 1) erhalten worden war, in einem Gärbottich verdünnt, um dadurch eine spezifische Leitfähigkeit von etwa 17,5 ms/cm und einen pH von 8,0 zu ergeben. Während die obige Rotationskolonne mit einer Geschwindigkeit von 18 rpm gedreht wurde, wurde der verdünnte Flüssigkeitsüberstand mit einer Strömungsrate von 30 Litern pro Stunde für eine Zeitspanne von 30 Minuten hindurch zirkulieren gelassen.
  • Danach wurde der verdünnte Flüssigkeitsüberstand aus der Kolonne abgelassen,und das Träger-Gel wurde zweimalmit 5-Liter-Teilmengen der vorerwähnten Pufferlösung gewaschen.
  • Anschließend wurden 600 ml einer Phosphat-Pufferlösung (pH 7,6), die 1,5M Natriumchlorid enthielt, durch die Kolonne hindurchgeleitet, um das auf dem Träger-Gel adsorbierte F-HA zu eluieren.
  • Die Rückgewinnung des durch Elution erhaltenen F-HA betrug 91,4% und sein Reinheitsgrad (d.h., das Verhältnis der spezifischen Aktivität der gereinigten F-HA-Fraktion zu der spezifischen Aktivität der überstehenden Flüssigkeit) war 32.
  • Beispiel 4
  • Eine Rotationskolonne mit einem inneren Zylinder-Volumen von 500 ml, einer äußeren Zylinder-Kapazitätvon 600ml und einer Kolonnenlänge von 130 cm wurde mit 200 ml Heparin-Sepharose [mit einer maximalen HBS-Antigen-(abgeleitet vom Hepatitis- B-Virus)Adsorption von 8 mg/ml von gel] als ein Träger-Gel beschickt. Dieses Träger-Gel wurde mit einer 0,027M McIlvaine Pufferlösung (pH 7,2), die 0,05M Natriumchlorid enthielt, beschickt
  • Andererseits wurden 80 ml menschliches Blutserum, positiv auf einen Test für HBS-Antigen, abgeleitet vom Hepatitis- B-Virus, mit der vorerwähnten Pufferlösung bis auf ein Volumen von 600 ml verdünnt. Während die obige Rotationskolonne gedreht wurde, wurde das verdünnte Serum mit einer Strömungsrate von 30 Litern pro Stunde für eine Zeitspanne von 30 Minuten hindurch zirkulieren gelassen.
  • Danach wurde das Träger-Gel mit 20-Liter-Teilmengen der vorerwähnten Pufferlösung gründlich gewaschen.Anschließend wurden 600 ml einer 0,027M McIlvaine Pufferlösung (pH 7,2), die 0,6M Natriumchlorid enthielt,durch die Kolonne geleitet, um das auf dem Träger-Gel adsorbierte HBs-Antigen zu eluieren.
  • Die Rückgewinnung des durch Elution erhaltenen HBS-Antigens betrug 94,2%, bezogen auf seinen Gehalt an Serum.
  • Der Reinheitsgrad des rückgewonnenen Proteins (d.h., das Verhältnis der Menge an Antigen zu der Gesamtmenge von Protein) war so hoch wie 14,3.

Claims (5)

1. Ein Verfahren zum Trennen und Rückgewinnen eines spezifischen Proteins (oder von Proteinen) von einem proteinhaltigen Fluid mittels eines Affinitätsgelträgers, das die Schritte umfaßt, daß der Affinitätsgelträger in eine Rotationskolonne eingebracht wird; das proteinhaltige Fluid mittels Öffnungen durch die Kolonne hindurchgeleitet wird, während die Kolonne gedreht wird, um den Träger zu fluidisieren, wodurch das Fluid mit dem Träger in einem Zustand einer turbulenten Strömung in Kontakt kommt und das in ihm enthaltene Protein auf dem Träger adsorbiert wird; die Kolonne gewaschen wird, indem eine Waschflüssigkeit durch die Kolonne hindurchgeleitet wird, während diese gedreht wird; und das gewünschte Protein von der gewaschenen Kolonne eluiert wird, indem ein Elutionsmittel durch die sich drehende Kolonne hindurchgeleitet wird.
2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das proteinhaltige Fluid lactoferrinhaltige Milch oder lactoferrinhaltige Magermilch ist.
3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das proteinhaltige Fluid unter den folgenden Bedingungen durch die Kolonne geleitet wird:
(a) Kolonnenlänge L (cm):
L &ge; (10&sup5;V&sub0;)1/3
worin V&sub0; (Liter) das Volumen des Trägerbehälterabschnitts der Kolonne ist,
(b) Rotationsgeschwindigkeit der Kolonne r:
1 Upm &le; r &le; 1000 Upm
(c) Strömungsrate Vs (Liter/h):
Vs &le; 10²V&sub0; Liter/h)
(d) Durchgangszeit T (h):
T &le; 500 qV&sub1;/CVs
worin C (g/Liter) die Konzentration des zurückzugewinnenden Proteins in dem Fluid ist, q die gesättigte Adsorptionskapazität (g/Liter Gel) des Trägers ist und V&sub1; das Volumen des Trägers (Liter), mit dem die Säule beschickt wird, ist.
4. Ein Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das proteinhaltige Fluid lactoferrinhaltige Magermilch ist, der Träger ein sulfoniertes Polysaccharid ist, die Waschflüssigkeit eine wässrige Natriumchloridlösung ist und das Elutionsmittel eine wässrige Natriumchloridlösung ist.
5. Ein Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das proteinhaltige Fluid lactoferrinhaltige Magermilch ist, der Träger ein Trägergel ist, auf dem monklonaler Anti-Lactoferrin- Antikörper immobilisiert ist, die Waschflüssigkeit eine wässrige Natriumchloridlösung ist und das Elutionsmittel eine Acetat-Pufferlösung ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011117327A1 (de) 2010-03-24 2011-09-29 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung, zentrifuge und verfahren zum fluidischen koppeln von kavitäten
EP2774676A1 (de) 2013-03-05 2014-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum fluidischen Koppeln von Kavitäten in einer Zentrifuge

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5443734A (en) * 1990-03-05 1995-08-22 Applied Separations, Inc. Programmable solid phase extraction and elution device
JP3035833B2 (ja) * 1991-01-21 2000-04-24 雪印乳業株式会社 シアル酸類含有組成物の製造方法
US5186824A (en) * 1991-09-04 1993-02-16 Large Scale Biology Corporation System for solid phase reactions
US5272075A (en) * 1991-09-04 1993-12-21 Large Scale Biology Corporation System for solid phase reactions
US5273656A (en) * 1991-09-04 1993-12-28 Large Scale Biology Corporation System for solid phase reactions
CA2128111C (en) * 1992-01-15 1998-06-16 Klaas Daniel Kussendrager Process for isolating lactoferrin and lactoperoxidase from milk and milk products, and products obtained by such process
EP1142484A2 (de) * 1994-02-16 2001-10-10 Pharming Intellectual Property BV Isolierung von Lactoferrin aus Milch
US5906747A (en) * 1995-11-13 1999-05-25 Biosepra Inc. Separation of molecules from dilute solutions using composite chromatography media having high dynamic sorptive capacity at high flow rates
DE19617775A1 (de) * 1996-05-03 1997-11-06 Sartorius Gmbh Filtrationseinheit zur Abtrennung von Stoffen aus einer flüssigen Phase an Membranadsorbern
US6312603B1 (en) * 1997-04-15 2001-11-06 Hideyuki Nishizawa Solid-liquid countercurrent extraction continuously separating apparatus
JP2000042303A (ja) * 1998-07-30 2000-02-15 Takenori Tanimura 多段液固抽出装置
JP4871748B2 (ja) * 2007-01-29 2012-02-08 小島プレス工業株式会社 ホースクランプの保持構造
CA2696145C (en) 2007-07-10 2016-12-20 Glanbia Nutritionals Method for removing endotoxin from proteins
JP5737671B2 (ja) * 2010-11-16 2015-06-17 国立大学法人九州工業大学 金属イオン含有排水の処理装置
CZ2013885A3 (cs) * 2013-11-15 2015-08-19 Univerzita PalackĂ©ho Způsob separace syrovátkových proteinů z mléčného média a zařízení k provádění tohoto způsobu

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4072667A (en) * 1971-12-22 1978-02-07 Hitachi, Ltd. Process for recovering microbial cellular proteins
US4156681A (en) * 1974-03-28 1979-05-29 Plasmesco Ag Process for isolating albumin from blood
US4116948A (en) * 1975-03-24 1978-09-26 Hellmut Mittenzwei Process for removal of inorganic salts from peptide/salt-containing substances
JPS6031521B2 (ja) * 1975-07-16 1985-07-23 洋三 椛沢 物質の抽出,分離装置
US4190530A (en) * 1978-04-03 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Centrifugal method and apparatus for processing fluid materials
JPS5537130A (en) * 1978-09-06 1980-03-15 Snow Brand Milk Prod Co Ltd Active reactor comprising rotating column with immobilized enzyme
JPS5643228A (en) * 1979-09-19 1981-04-21 Mitsui Toatsu Chem Inc Prevention of color development of aromatic compound having hydroxyl group
US4422941A (en) * 1980-09-08 1983-12-27 University Of Pittsburgh Apparatus for liquid-solid column centrifugation chromatography and method
US4663163A (en) * 1983-02-14 1987-05-05 Hou Kenneth C Modified polysaccharide supports
US4675113A (en) * 1984-11-28 1987-06-23 University Patents, Inc. Affinity chromatography using dried calcium alginate-magnetite separation media in a magnetically stabilized fluidized bed
JPS61145200A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Snow Brand Milk Prod Co Ltd ウシラクトフェリンの分離精製法
BE901672A (fr) * 1985-02-07 1985-08-07 Oleofina Sa Procede de purification de proteines du lait et de ses derives.
US4741998A (en) * 1985-06-05 1988-05-03 The University Of Virginia Alumni Patents Foundation Monoclonal antibody to MHS-5: a new probe for sexual assault analyses
IE61701B1 (en) * 1986-07-17 1994-11-30 Morinaga Milk Industry Co Ltd Process for producing bovine lactoferrin in high purity

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011117327A1 (de) 2010-03-24 2011-09-29 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung, zentrifuge und verfahren zum fluidischen koppeln von kavitäten
DE102010003223A1 (de) 2010-03-24 2011-09-29 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge, Zentrifuge und Verfahren zum fluidischen Koppeln von Kavitäten
DE102010003223B4 (de) * 2010-03-24 2014-09-18 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge, Zentrifuge und Verfahren zum fluidischen Koppeln von Kavitäten
EP2774676A1 (de) 2013-03-05 2014-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum fluidischen Koppeln von Kavitäten in einer Zentrifuge
DE102013203684A1 (de) 2013-03-05 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum fluidischen Koppeln von Kavitäten in einer Zentrifuge

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US5087369A (en) 1992-02-11
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NZ230031A (en) 1991-10-25
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EP0352678A2 (de) 1990-01-31

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