Technologie Expertise

Bioprozessentwicklung – Konzepte für die Herstellung

Die Technologie-Unit „Bioprozessentwicklung” entwickelt, optimiert und skaliert mikrobielle Produktionsprozesse. Für eine erfolgreiche Umsetzung solcher Prozesse setzen unsere Expertinnen und Experten ihr breites Spektrum an technischen und unterstützenden Fähigkeiten ein.

Effiziente und kostengünstige Bioprozessentwicklungen sind notwendig, damit sich neue biotechnologische Produktionsprozesse als wettbewerbsfähige Alternativen gegenüber bestehenden Prozessen bzw. Produkten behaupten können.

Unser Team konzentriert sich auf die Prozessentwicklung und arbeitet dazu eng mit unseren Tochtergesellschaften (insbesondere Biocatalysts und WeissBioTech) zusammen, um Prozesse zur Produktion und Produkte auf den Markt zu bringen.


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Dr. Christian Naumer

ist unser Experte im Bereich Bioprozessentwicklung

Zu seinem Profil

Skalierbare biotechnologische Produktionsprozesse gesucht?

Auf Basis unseres Technologieportfolios entwickeln und optimieren wir biotechnologische Produktionsprozesse für unterschiedliche Branchen. Unseren Industriepartnern bieten wir die Vielfalt unseres Technologieportfolios in einem flexiblen, modularen System an.

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Worin wir wirklich gut sind:

Prozessentwicklung und -optimierung

Prozessentwicklung

Bei der Entwicklung eines Prozesses verfolgen wir einen „Design for Manufacture”-Ansatz, bei dem wir zu Beginn des Projekts alle potenziellen Hürden, einschließlich gesetzlicher, technischer und kommerzieller Fragen, berücksichtigen. Beim Lösen dieser Probleme während des Entwicklungsprozesses kommen uns unsere langjährigen Erfahrungen zugute.

Die erfolgreiche Prozessentwicklung für Produzentenstämme wird in unserem Labor routinemäßig durchgeführt. Dazu gehören filamentöse Pilze wie Aspergillus niger, Hefen wie Pichia pastoris und Kluyveromyces lactis sowie Bakterien wie Escherichia coli, Bacillus subtilis und Bacillus licheniformis. Für die Entwicklung werden sowohl Wildtyp-Stämme als auch gentechnisch veränderte Organismen verwendet. Zu den Produkten gehören Enzyme, Proteine, kleine Moleküle sowie Biomasse.

Zur Beschleunigung der Prozessentwicklung werden in der frühen Phase ein miniaturisiertes Kultivierungssystem im Milliliter-Maßstab mit prozessähnlichen Bedingungen sowie die Versuchsplanung (Design of Experiments, DOE) eingesetzt. Die weitere Entwicklung erfolgt in Rührkesselreaktoren im kleinen Maßstab, wobei wir die Skalierbarkeit stets im Auge behalten. Für die Aufreinigung der Zielmoleküle bieten wir eine breite Palette von Möglichkeiten zur Proteinreinigung an. Mehrere Methoden zur Fest-Flüssig-Trennung (SLS) und Ultra-Filtration (UF) vom ml bis zum hunderte Liter Maßstab sind vorhanden.

Prozessoptimierung

Wenn Sie Ihren bestehenden Prozess optimieren möchten, können wir Ihnen die nötige Hilfe anbieten – unabhängig davon, ob Sie nur einen Prozessschritt oder den gesamten Prozess optimieren wollen: von der Fehlersuche bei einem einzelnen Vorgang bis hin zur Optimierung des gesamten Prozesses.


Wissenschaftliche Publikation

Fast-track development of a lactase production process with Kluyveromyces lactis by a progressive parameter-control workflow

Unsere USPs in Prozessentwicklung und -optimierung

  • Höchst erfahrene Mitarbeiter mit umfassenden Kenntnissen in der Verfahrensentwicklung
  • Erfahrung mit einem breiten Spektrum von Wirtsorganismen
  • Upstream- und Downstream-Entwicklung in enger Zusammenarbeit der beteiligten Teams

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Prozess-Scale-up
und -transfer

Bei BRAIN stehen Bioreaktoren von 1 Liter bis 200 Liter für die Entwicklung und das Scale-up von Bioprozessen zur Verfügung. Wir haben eine nachweisliche Erfolgsbilanz bei der Übertragung von Prozessen an unsere Tochtergesellschaft Biocatalysts in Cardiff sowie an Auftragshersteller. Mehrere Prozesse haben wir erfolgreich von einem Liter zu 40 m3 hochskaliert.

Unsere USPs in Prozess-Scale-up und -transfer

  • Unterstützung und technische Beratung während des gesamten Entwicklungs- oder Transferprojekts: von der Planung der Verfahrensentwicklung über die Charakterisierung der Prozesse bis hin zum technischen Transfer
  • Flexible Ausstattung und sehr erfahrenes Personal, um fast alle Fragen, die in einem Entwicklungsprojekt auftauchen, intern zu beantworten
  • Starke Vernetzung mit den BRAIN-Tochtergesellschaften Biocatalysts und WeissBioTech

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Instrumentelle Analytik

Breites Analytenspektrum

Wir bieten neuartige und anspruchsvolle Ansätze, um für unsere Kunden funktionelle Biomoleküle und kosteneffiziente biobasierte Prozesse zu finden. Da die entsprechenden Arbeitsabläufe ein breites Spektrum von Techniken abdecken, die in der Forschung und Entwicklung an der Schnittstelle zwischen Biologie und Chemie eingesetzt werden, befasst sich unsere instrumentelle Analytik mit einer großen Vielfalt relevanter Analyten. Wir analysieren Elemente sowie kleine und große Moleküle einschließlich intakter Proteine. Darüber hinaus bietet unser Labor eine Vielzahl von Probenvorbereitungstechniken wie SPE, SPME, Soxhlet-Extraktion sowie Vor- und Nachsäulenderivatisierung für die Arbeit in verschiedenen biologischen Matrices.

Wenn es um die Auswahl des besten Enzyms, die Überwachung eines bestimmten biochemischen Weges oder die Metallbindungskapazität einer für das Bio-Mining ausgewählten Mikrobe geht, sind wir in der Lage, starke instrumentelle analytische Fähigkeiten anzubieten und zuverlässige Antworten zu geben.

Mit unseren modernen Instrumenten und unseren erfahrenen Mitarbeitern begleiten wir Forschungs- und Entwicklungsprojekte von Anfang an – bis hin zur abschließenden Durchführung von Qualitäts- und Stabilitätskontrollen.

Flexibilität und Netzwerke

Unser Analytiklabor steht in engem Austausch mit allen anderen Technologieabteilungen und arbeitet in hervorragender Weise Hand in Hand mit ihnen. Darüber hinaus pflegen wir eine enge synergetische Zusammenarbeit mit unserem Tochterunternehmen Analyticon Discovery, um einen effizienten Informations-, Methoden- und Wissensfluss innerhalb der Wissenschaftler beider Unternehmen zu generieren. Neben unserem eigenen Fachwissen verfügen wir daher über eine starke interne Unterstützung zum Beispiel bei der Strukturaufklärung und NMR-Analyse. Darüber hinaus arbeiten wir mit spezialisierten Analyselaboren zusammen, um die Lücken zu füllen, die wir selbst nicht anbieten können.

Zusammengefasst, deckt die hauseigene Instrumentierung die folgenden Trennungs- und Nachweisoptionen ab:

  • Induktiv-gekoppeltes-Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) mit/ohne mikrowellenbasiertem Aufschluss
  • Verschiedene Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC)-Instrumente, die mit einem Dioden-Array-Detektor (DAD) gekoppelt sind und zusätzlich eine der folgenden Möglichkeiten bieten:
    ◦ Refraktionsindex-Detektor (RI)
    ◦ Fluoreszenzdetektor (FD)
    ◦ Verdunstungs-Lichtstreudetektor (ELSD)
    ◦ Single-Quadrupol-Massenspektrometrie (MS)
    ◦ Ionen-Fallen-Massenspektrometrie (MSn)
  • Gaschromatographie (GC) gekoppelt mit Single-Quadrupol-Massenspektrometrie (MS) oder Flammenionisationsdetektor (FID)

Unsere USPs in Instrumenteller Analytik

  • Unterstützung und technische Beratung während des gesamten wissenschaftlichen Projekts, von der Planung bis zur Methodenentwicklung, der Charakterisierung von Prozessen, der Quantifizierung von Zielmolekülen oder dem technischen Transfer
  • Flexibles Instrumentarium und sehr erfahrenes Personal, um nahezu alle analytischen Fragen, die sich im Rahmen eines Forschungsprojekts ergeben, intern abzudecken: von der Quantifizierung von Elementen bis hin zur Identifizierung von Proteinen
  • Starke Vernetzung mit den Abteilungen innerhalb von BRAIN Biotech, von Analyticon Discovery und der Industriepartner, um schnelle, zuverlässige und maßgeschneiderte Lösungen für Forschungsprojekte zu entwickeln

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