Entwicklung, Modellierung und Validierung von integrierten kontinuierlichen Gegenstrom-Chromatographie-Prozessen

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Die Entwicklung und hochreine Herstellung von Medikamenten ist ein kostspieliger Prozess, der sich in der Vergangenheit auf Blockbuster-Produkte konzentrierte. Angesichts des Rückgangs dieser Produkte wird der Ansatz der „stratified medicine“ immer relevanter, der sich auf kleinere Bevölkerungsgruppen fokussiert. Dies erfordert kleinere Produktionsanlagen, jedoch sind herkömmliche chromatographische Verfahren in diesem Maßstab oft unwirtschaftlich. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Validierung integrierter kontinuierlicher Gegenstrom-Chromatographieprozesse. Zunächst wurde ein einsäuliger Prozess entworfen, der zur „integrated Counter Current Chromatography“ (iCCC) weiterentwickelt wurde, um zwei Chromatographiesäulen zu einem kontinuierlichen Prozess zu verbinden. Simulationen zeigten die Machbarkeit, und experimentelle Studien mit Immunglobulin G (IgG) belegten eine Ausbeutesteigerung um bis zu 15 % und eine Produktivitätssteigerung um bis zu 233 % im Vergleich zum Batch-Prozess. Zudem wurden neue fluiddynamische Modellierungsansätze für membrangestützte Chromatographie entwickelt, die Produktivitätssteigerungen von bis zu 73 % ermöglichten. Ein Hindernis für kontinuierliche Verfahren ist die Komplexität der Prozessanalytik. Daher wurde eine inline Konzentrationsmessung auf Basis von UV/VIS-Spektraldaten entwickelt, die eine Genauigkeit von 99,98 % erreichte. Diese Methode eignet sich aufgrund ihrer schnell