Extraktion von Nukleinsäuren mit inversmizellaren Zweiphasensystemen

• Applicant: Dr. Carsten Voß
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5433630

Mikroemulsionen werden in der Bioverfahrenstechnik unter anderem in Form von inversmizellaren Zweiphasensystemen zur Extraktion von Biopolymeren eingesetzt. Zur Aufreinigung von Proteinen wurden solche Systeme bereits eingehend untersucht. Das Verhalten von Nukleinsäuren in solchen Systemen ist bislang nur stichprobenweise analysiert worden. Dies ist sicher damit zu begründen, dass Nukleinsäuren im Vergleich zu Proteinen bisher keine große Anwendung hatten. Durch die Verwendung von Plasmid-DNA als biopharmazeutischem Produkt hat sich diese Situation jedoch geändert. Plasmid-DNA kann als Genfähre für therapeutisch relevante Gene in der Gentherapie oder als Vehikel für kodierte Antigene in der genetischen Impfung verwendet werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Therapeutika oder Vakzinen sind solche plasmidbasierten Wirkstoffe risikoärmer und leichter herzustellen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen inversmizellare Zweiphasensysteme untersucht werden, die eine selektive Aufreinigung der Plasmid-DNA erlauben. Bedingungen, die die Verteilung beeinflussen, sollen genau bestimmt werden, um einen Aufarbeitungsprozeß für dieses Produkt etablieren zu können. Zu diesem Zweck ist die Entwicklung eines hochparallelen Screeningverfahrens für Extraktionssysteme auf der Basis von Mikrotiterplatten von besonderer Bedeutung. Dies hat den Vorteil, dass unterschiedliche Extraktionsbedingungen schnell und unter minimalen Aufwand getestet werden können. Zunächst soll mit einfachen Modellsystemen, nämlich reiner Plasmid-DNA bzw. Plasmid-DNA in Kombination mit möglichen Kontaminanten wie RNA und Endotoxinen gearbeitet werden. Durch selektive Verteilung soll eine Abreicherung dieser Verunreinigungen erzielt werden. Durch Einbringen von Affinitätsträgern soll die Selektivität der Systeme gezielt verbessert werden. Abschließend soll die verfahrenstechnische Durchführung der getesteten Verfahren mit bakteriellem Klarlysat als wässriger Raffinatphase untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Erwin Flaschel (†)