Einsatz magnetischer Separationsverfahren zur biotechnologischen Produktaufarbeitung:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Karlsruhe
FZKA
2003
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Wissenschaftliche Berichte / Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt
6915 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | VII, 188 S. Ill., graph. Darst. 30 cm |
Internformat
MARC
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INHALTSVERZEICHNIS
I
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS,
ZUSAMMENFASSUNG
1
EINLEITUNG
UND
ZIELSETZUNG
.
1
2
GRUNDLAGEN
2.1
GRUNDPROBLEM
.
4
2.2
KONVENTIONELLE
VERFAHREN
ZUR
BIOPRODUKTAUFARBEITUNG
.
4
2.3
DIREKTE
BIOPRODUKTABTRENNUNG
AUS
ROHEN
BIOSUSPENSIONEN
.
6
2.3.1
EXPANDED
BED
ADSORPTION
(EBA)
.
7
2.3.2
MAGNETICALLY
STABILIZED
FLUIDIZED
BED
(MSFB)
.
8
2.3.3 AQUEOUS
TWO
PHASE
SYSTEMS
(ATPS)
.
9
2.3.4
MAGNETSEPARATION
IN
DER
BIOTECHNOLOGIE
.
9
2.4
IMMOBILISIERTE
AFFINITAETSLIGANDEN-TECHNOLOGIE
(LALT)
.
11
2.4.1
EINLEITUNG
.
11
2.4.2
DAS
PRINZIP
.
12
2.4.3
DIE
MATRIX
.
13
2.4.4
AKTIVIERUNGSMETHODEN
.
15
2.4.5
IMMOBILISIERUNG
DES
LIGANDEN
.
17
2.4.6
AFFINITAETSLIGANDEN
.
18
2.4.6.1
ALLGEMEINES
.
18
2.4.6.2
MONOSPEZIFISCHE
AFFINITAETSSORBENTIEN
.
19
2.4.6.3
GRUPPENSPEZIFISCHE
AFFINITAETSSORBENTIEN
.
20
2.4.7
ELUTION
DES
ZIELMOLEKUELS
.
24
2.4.8
POROESE
UND
KOMPAKTE
MATRICES
.
25
2.4.8.1
STOFFTRANSPORT
UND
KAPAZITAET
.
25
2.4.8.2
FOULING
.
26
2.5
GRUNDLAGEN
DES
MAGNETISMUS
UND
DER
MAGNETSEPARATION
.
27
2.5.1
DEFINITION
MAGNETISCHER
KENNGROESSEN
.
27
2.5.2
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
DER
MAGNETSEPARATION
.
31
2.5.3
GRUNDPRINZIP
DER
HOCHGRADIENTENMAGNETSEPARATION
(HGMS)
.
31
2.5.4
GRUNDPRINZIP
DER
OFFENEN-GRADIENTEN
MAGNETSEPARATION
(OGMS)
.
33
2.5.5
GRUNDPRINZIP
DER
REPULSIVE-MODE
MAGNETSEPARATION
(RMMS)
.
34
3
KONSTRUKTIVER
TEIL
3.1
V
ERWENDETE
MAGNETFELDQUELLEN
.
37
3.1.1
SUPRALEITENDE
SOLENOIDSPULE
.
37
3.1.2
PERMANENTMAGNET
.
39
3.2
ZYLINDRISCHER
HGMS-LABORSEPARATOR
FIIR
LONGITUDINALE
ANORDNUNG
.40
3.3
HGMS-TYP
HGF-10
.
41
3.3.1
BERECHNUNG
DER
MAGNETFELDVERTEILUNG
.
42
3.3.2
HGF-10
SEPARATIONSMATRIX
.
44
3.3.3
FILTERGEHAEUSE
UND
ULTRASCHALLEINHEIT
.
45
3.4
OGMS-SEPARATOREN
.
46
3.4.1
OGMS-LABORSEPARATOR
.
46
3.4.2
OGMS-SEPARATOR
MIT
SCHLAMMRAEUMER-KONSTRUKTION
.
47
3.5
REPULSIVE-MODE
MAGNETSEPARATOR
(RMMS)
.
48
3.5.1
KONSTRUKTION
DES
RMMS-LABORSEPARATORS
.
48
3.5.2
AUSLEGUNG
DER
RMMS-TRENNWANDPOSITION
.
49
3.5.3
AUSLEGUNG
DER
RMMS-SEPARATORLAENGE
.
51
II
INHALTSVERZEICHNIS
4
THEORETISCHER
TEIL
4.1
DURCHBRUCHSKURVEN
FUER
ZYKLISCH
ARBEITENDE
MAGNETSEPARATOREN
(HGMS)
.
52
4.1.1
BESTIMMUNG
DES
EINFANGRADIUS
EINES
EINZELDRAHTES
.
52
4.1.2
BERECHNUNG
VON
FILTERDURCHBRUCHSKURVEN.
53
4.2
KENNZAHL
ZUR
CHARAKTERISIERUNG
DER
OGMS
.
54
4.3
MASSENBILANZEN
FUER
KONTINUIERLICHE
MAGNETSEPARATOREN
(OGMS,
RMMS)
.
57
4.3.1
BILANZ
FUER
EINE
KONTINUIERLICHE
SEPARATIONSSTUFE
.
57
4.3.2
BILANZ
FUER
ZWEI
KONTINUIERLICHE
SEPARATIONSSTUFEN
.
57
4.3.3
BILANZ
FUER
ZWEI
KONTINUIERLICHE
SEPARATIONSSTUFEN
MIT
RUECKFUEHRUNG
.
58
4.4
MODELLRECHNUNGEN
FUER
DIE
RMMS
.
60
4.4.1
FELDVERTEILUNG
UM
EINEN
ZYLINDRISCHEN
EINZELDRAHT
.
60
4.4.2
FELDVERTEILUNG
UM
ZWEI
MAGNETISIERTE
DRAEHTE
(DOPPELDRAHT)
.
62
4.4.2.1
FELDBERECHNUNG
DURCH
SUPERPOSITION
.
62
4.4.2.2
FELDBERECHNUNG
DURCH
FINITE-ELEMENT-METHODE
(FEM)
.
63
4.4.3
PARTIKELBAHNEN
IM
RMMS
.
65
4.4.4
BERECHNUNG
DES
ABSCHEIDEGRADS
.
67
4.4.4.1
MAXIMALER
ABSCHEIDEGRAD
.
68
4.4.4.2
GESAMTABSCHEIDEGRAD
.
70
4.4.4.3
EINFLUSS
DER
FELDSTAERKE
AUF
DEN
A^SCHEIDEGRAD
.
74
4.4.4.4
EINFLUSS
DER
STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT
AUF
DEN
ABSCHEIDEGRAD
.
75
4.4.4.5
EINFLUSS
DER
PARTIKELGROESSE
AUF
DEN
ABSCHEIDEGRAD
.
76
5
EXPERIMENTELLER
TEIL
5.1
CHEMIKALIEN
.
77
5.2
HERSTELLUNG
VON
MAGNETISCHEN
IMALT-MIKROSORBENTIEN
.
77
5.2.1
MAGNETISCHE
PARTIKELSEPARATION
.
77
5.2.2
HERSTELLUNG
VON
SYNTHETISCHEM
MAGNETIT
(MM)
.
77
5.2.3
HERSTELLUNG
AMINOSILANISIERTER
MAGNETBEADS
(MJH)
.
78
5.2.4
PGA-BESCHICHTUNG
VON
AMINOSILANISIERTEN
MAGNETBEADS
.
79
5.2.5
IMMOBILISIERUNG
VON
IDA
AN
PGA-BESCHICHTETE
MAGNETPARTIKELN
.
80
5.2.6
EPOXY-AKTIVIERTE
POLYVINYLALKOHOL-MAGNETBEADS
(PVA)
.
82
5.2.7
SYNTHESE
VON
MAGNETISCHEN
POLYMERMIKROPARTIKELN
.
82
5.2.7.1
HERSTELLUNG
EINES
MAGNETISCHEN
GELS
.
82
5.2.7.2
HERSTELLUNG
EINES
MAGNETISCHEN
FLUIDS
.
83
5.2.7.3
EMULSIONSPOLYMERISATION
.
83
5.2.7.4
FUNKTIONALISIERUNG
DER
EMULSIONSPOLYMERISIERTEN
MAGNETBEADS
.
83
5.2.8
MAGPREP
SILICA
BEADS
.
84
5.2.9
BELADUNG
VON
IDA-FUNKTIONALISIERTEN
MAGNETPARTIKELN
MIT
CU(II)-IONEN
.
84
5.3
PARTIKELEIGENSCHAFTEN
.
85
5.3.1
GROESSE,
FORM
UND
SPEZIFISCHE
OBERFLAECHE
DER
PARTIKELN
.
85
5.3.2
SEDIMENTATIONSMESSUNGEN
.
87
5.3.3
PH-WERTEINFLUSS
AUF
DIE
SEDIMENTATIONSGESCHWINDIGKEIT
.
89
5.3.4
MAGNETISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
90
5.3.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
PARTIKELEIGENSCHAFTEN
.
93
5.4
VERWENDETE
MODELLPROTEINE
.
93
5.5
BESTIMMUNG
VON
SORPTIONSISOTHERMEN
.
94
5.5.1
BELADUNG
MIT
METALLIONEN
.
94
5.5.2
SORPTION
VON
PROTEIN
.
94
5.5.3
ELUTION
GEBUNDENEN
PROTEINS
.
94
5.6
MAGNETSEPARATION
.
95
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.6.1
BESTIMMUNG
DER
PARTIKELKONZENTRATION
.
95
5.6.2
LABOR-HGMS-ANLAGE
.
96
5.6.3
HGMS-ANLAGE
HGF
10
.
97
5.6.4
HGMS-VERSUCHE
UND
AUSWERTUNG
.
98
5.6.4.1
VERSUCHSDURCHFIIHRUNG
.
98
5.6.4.2
FILTERDURCHBRUCHSKURVEN
.
99
5.6.4.3
ERMITTLUNG
DES
ABSCHEIDEGRADS
.
99
5.6.4.4
ERMITTLUNG
DER
FILTERBELADUNG
.
100
5.6.4.5
FILTERKOEFFIZIENT
.
100
5.6.5
OGMS-ANLAGE
.
100
5.6.6
RMMS-ANLAGE
.
100
6
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
6.1
HOCHGRADIENTENMAGNETSEPARATION
(HGMS)
.
101
6.1.1
LABOR-HGMS
.
101
6.1.1.1
FILTERMATRIX
UND
REPRODUZIERBARKEIT
.
101
6.1.1.2
EINFLUSS
DER
FILTERLAENGE
.
104
6.1.1.3
EINFLUSS
DER
PARTIKELKONZENTRATION
.
106
6.1.1.4
EINFLUSS
DER
FILTERGESCHWINDIGKEIT
.
108
6.1.1.5
EINFLUSS
DER
MAGNETISCHEN
FLUSSDICHTE
.
110
6.1.1.6
FILTER-KONFIGURATIONEN
.
111
6.1.1.7
VERSCHIEDENE
PARTIKELTYPEN
.
112
6.1.1.8
PARTIKELWIEDERGEWINNUNG
.
114
6.1.1.9
HGMS
VON
HEFE-/MAGNETIT-SUSPENSIONEN
.
117
6.1.2
INTEGRIERTES
HGMS-SYSTEM
HGF-10
.
121
6.1.2.1
VERGLEICH
ZWISCHEN
HGF-10
UND
LABOR-HGMS
.
121
6.1.2.2
PARTIKELWIEDERGEWINNUNG
(HGF-10)
.
122
6.2
OFFENE-GRADIENTEN
MAGNETSEPARATION
(OGMS)
.
124
6.2.1
ABSATZWEISE
BETRIEBENE
OGMS
(OHNE
KONZENTRATABZUG)
.
124
6.2.1.1
VARIATION
DER
EINBAUHOEHE
.
124
6.2.1.2
EINFLUSS
DER
FILTRATIONSGESCHWINDIGKEIT
UND
DER
FLUSSDICHTE
.
125
6.2.1.3
VERSCHIEDENE
PARTIKELSORTEN
.
127
6.2.2
KONTINUIERLICHE
SEPARATION
.
131
6.2.2.1
OGMS-SEPARATOR
MIT
SCHLAMMRAEUMER-KONSTRUKTION
.
132
6.2.3
SEPARATION
VON
MAGNETIT
VON
HEFEZELLEN
.
133
6.3
REPULSIVE-MODE
MAGNETSEPARATION
(RMMS)
.
135
6.3.1
QUALITATIVE
UEBERPRUEFUNG
DES
MODELLS
.
135
6.3.2
EINFLUSS
DER
PARTIKELKONZENTRATION
.
135
6.3.3
EINFLUSS
DER
STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT
.
136
6.3.4
EINFLUSS
DES
KONZENTRATANTEILS
.
139
6.3.5
KASKADIERUNG
VON
ZWEI
SEPARATIONSSTUFEN
.
141
6.4
PROTEINSORPTION
AN
MAGNETISCHE
IMA-MIKROSORBENTIEN
.
143
6.4.1
SORPTION
VON
KUPFERIONEN
AN
IMA-TRAEGER
.
143
6.4.2
SORPTION
VON
HAEMOGLOBIN
(HB)
.
144
6.4.2.1
SORPTIONSKINETIK
.
144
6.4.2.2
GLEICHGEWICHT
DER
SORPTION
VON
HAEMOGLOBIN
.
147
6.4.23
NICHT-SELEKTIVE
BINDUNG
VON
HAEMOGLOBIN
.
150
6.4.2.4
ELUTION
VON
HAEMOGLOBIN
.
151
6.4.2.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
HAEMOGLOBIN-EXPERIMENTE
.
153
6.4.3
SORPTION
VON
A-CHYMOTRYPSINOGEN
.
154
6.4.4
SORPTION
VON
HB/CHY-MISCHUNGEN
.
155
IV
INHALTSVERZEICHNIS
6.4.5
AUFREINIGUNG
VON
REKOMBINANTEM
HIS-GETAGGTEM
GFP
AUS
E.COLI-HOMOGENISAT
.
156
6.4.5.1
SORPTION
UND
ELUTION
AUS
ZELLFREIEM
E.COLI-HOMOGENISAT
.
156
6.4.5.2
AUFREINIGUNG
AUS
UNGEKLAERTEM
E.COLI-HOMOGENISAT
.
162
6.4.53
AUTOMATISIERTE
AUFREINIGUNG
VON
GFP
MITTELS
DES
HGF-10-SYSTEM
.
164
7
FAZIT
UND
AUSBLICK
.
166
8
ANHANG
8.1
BERECHNUNGEN
.
169
8.1.1
HERLEITUNG
DER
MAGNETISCHEN
GESCHWINDIGKEIT
.
169
8.1.2
TRAJEKTORIE
FUER
EINEN
EINZELDRAHT
IN
AXIALER
ANORDNUNG
.
170
8.1.3
FELDBERECHNUNGEN
UEBER
FINITE-ELEMENT-METHODE
(FEM)
.
172
8.2
VERWENDETE
MODELLPROTEINE
.
173
8.2.1
HAEMOGLOBIN
.
173
8.2.2
CHYMOTRYPSINOGEN
.
174
8.2.3
GREEN
FLUORESCENT
PROTEIN
(GFP)
.
174
8.2.3.1
ALLGEMEINES
.
174
8.23.2
GFP-FERMENTATION
IN
E.COLI
.
175
8.2.4
PROTEINANALYTIK
.
176
8.2.4.1
GESAMTPROTEINBESTIMMUNG
.
176
8.2.4.2
GEL-ELEKTROPHORESE
.
176
8.2.43
HAEMOGLOBIN-BESTIMMUNG
.
177
8.2.4.4
GFP-BESTIMMUNG
.
178
8.3
FORMELZEICHEN
UND
SYMBOLE.
179
8.4
VERWENDETE
ABKUERZUNGEN
.
181
8.5
LITERATURVERZEICHNIS
.
182 |
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