Bioprozessentwicklung – Konzepte für die Produktion

Optimierung im Labormaßstab

Sie haben einen Produktionsstamm, aber nicht die Zeit und die Ressourcen, einen Bioprozess zu entwickeln? Wir übernehmen das für Sie – denn die Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen im Labormaßstab ist unser tägliches Geschäft.

Zu den von uns verwendeten Produktionsstämmen gehören:

• filamentöse Pilze wie Aspergillus niger,
• Hefen wie Pichia pastoris und Kluyveromyces lactis,
• sowie Bakterien wie Escherichia coli, Bacillus subtilis und Bacillus licheniformis.

Wildtypstämme und GMO: Bei der Entwicklung eines Produktionsstammes setzen wir sowohl Wildtypstämme als auch gentechnisch veränderte Organismen ein. Die regulatorischen Anforderungen an einen pharmazeutischen Herstellungsprozess sind uns bestens bekannt und werden bei der Entwicklung des Bioprozesses berücksichtigt.

Starten im Milliliter-Maßstab: Zur Beschleunigung der Prozessentwicklung verwenden wir in der Anfangsphase ein miniaturisiertes Kultivierungssystem im Milliliter-Maßstab mit prozessähnlichen Bedingungen und Design of Experiments (DoE), um fundierte Aussagen treffen zu können. Die weitere Entwicklung erfolgt in Rührkesselreaktoren im kleinen Maßstab, wobei wir die Skalierbarkeit stets im Auge behalten.

Validieren für behördliche Zulassung: Da wir in der Lage sind, Experimente für einen höheren Durchsatz zu verkleinern, können wir Prozessvalidierungsstudien für Ihre behördliche Zulassung durchführen.

Zielmolekül aufreinigen: Für die Aufreinigung von Zielmolekülen bieten wir ein breites Spektrum an Proteinreinigungsoptionen. Verschiedene Fest-Flüssig-Trennverfahren (SLS), Ultrafiltration (UF) und chromatographische Verfahren stehen vom Milliliter- bis zum Hundert-Liter-Maßstab zur Verfügung.

Fünf Gründe, warum Sie bei der Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen mit uns zusammenarbeiten sollten:

1. Prozessentwicklung von einem Milliliter bis zum 200-Liter-Fermenter
2. Höchst erfahrenes Personal mit umfassenden Kenntnissen in der Verfahrensentwicklung
3. Erfahrungen mit einem breiten Spektrum von Produktionsorganismen
4. Upstream- und Downstream-Entwicklung in enger Zusammenarbeit der beteiligten Teams
5. Die komplette, die Entwicklung unterstützende Analytik ist vorhanden

Breites Spektrum an Analyten

Wir bieten innovative und anspruchsvolle Ansätze, um für unsere Kunden funktionale Biomoleküle und kosteneffiziente biobasierte Prozesse zu finden. Da die damit verbundenen Arbeitsabläufe ein breites Spektrum an Techniken an der Schnittstelle zwischen Biologie und Chemie erfordern, deckt unsere instrumentelle Analytik ein ebenso breites Spektrum an relevanten Analyten ab.

Elemente und Moleküle: 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.

Leistungsstarke instrumentelle Analysekapazitäten: Wenn es darum geht, das beste Enzym auszuwählen, einen bestimmten biochemischen Stoffwechselweg zu überwachen oder die Metallbindungskapazität einer für das Biomining ausgewählten Mikrobe zu bestimmen, bieten wir leistungsstarke instrumentelle Analysekapazitäten und zuverlässige Antworten. Mit unseren hochmodernen Analysegeräten und erfahrenen Mitarbeitenden begleiten wir Forschungs- und Entwicklungsprojekte von der Idee bis zur abschließenden Qualitätskontrolle und Stabilitätsprüfung.

Methoden entwickeln und transferieren: Die Entwicklung analytischer Methoden für pharmazeutische Anwendungen gehört bei uns zur Routine. Unser Analytik-Team arbeitet dabei eng mit den jeweiligen Projektpartnern zusammen. Beispielsweise entwickeln wir HPLC-basierte prozessrelevante Methoden zur Proteinreinheitskontrolle und Proteinquantifizierung in verschiedenen Formulierungen und Konzentrationsbereichen (niedriger einstelliger µg/ml- bis mg/ml-Bereich).

Methodenvalidierung: Wir führen für alle Methoden eine Methodenvalidierung durch, um die Robustheit der Daten zu gewährleisten, und begleiten den technischen Transfer der Methoden in zertifizierte Laboratorien und/oder GMP-Laboratorien.

Support für Transferprozess: Unser Analytikteam stellt alle notwendigen Unterlagen wie SOPs zur Verfügung, um die Effizienz des Transferprozesses zu maximieren.

Services: Wir messen regelmäßig Routineproben und beraten in analytischen Fragen.

Strukturaufklärung & NMR-Analytik: Unser analytisches Labor arbeitet eng mit allen anderen technischen Abteilungen zusammen. Wir pflegen eine enge Synergie mit unserem Tochterunternehmen Analyticon Discovery, um einen effizienten Informations-, Methoden- und Wissensfluss zwischen den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern beider Unternehmen zu gewährleisten. Neben unserer eigenen Expertise können wir so auf eine starke interne Unterstützung in Bereichen wie Strukturaufklärung und NMR-Analytik zurückgreifen. Darüber hinaus arbeiten wir mit spezialisierten Analytiklabors zusammen, um Lücken in Bereichen zu schließen, die wir selbst nicht abdecken können.

Mit hausinternen Gerätschaften decken wir die folgenden Trenn- und Nachweisverfahren 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)

Drei weitere Gründe, warum Sie unsere Analytik in Anspruch nehmen sollten:

• 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 hoch erfahrenes Personal, das nahezu alle analytischen Fragen, die sich im Rahmen eines Forschungsprojekts ergeben, intern abdecken kann: von der Quantifizierung von Elementen bis hin zur Identifizierung von Proteinen

• Benefit durch starke Vernetzung mit den Abteilungen innerhalb von BRAIN Biotech, Analyticon Discovery und der Industriepartner, um schnelle, zuverlässige und maßgeschneiderte Lösungen für Forschungsprojekte zu entwickeln

Den Bioprozess skalieren

Bei BRAIN Biotech stehen auf dem Forschungscampus in Zwingenberg Bioreaktoren von einem Liter bis 200 Liter für die Entwicklung und das Scale-up von Bioprozessen zur Verfügung. Wir haben nachweisbare Erfolge im Prozesstransfer zu unserer Tochtergesellschaft Biocatalysts (Cardiff, Wales) sowie zu GMP-Lohnherstellern und haben bereits mehrere Bioprozesse erfolgreich von einem Liter auf 40 m³ hochskaliert.

Drei weitere Gründe, warum Sie mit uns zusammenarbeiten sollten:

1. 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.
2. Flexible Ausstattung und sehr erfahrenes Personal, um nahezu alle Fragen, die während eines Entwicklungsprojektes auftauchen, im eigenen Haus beantworten zu können.
3. Starke Vernetzung mit den BRAIN Biotech Tochterfirmen Biocatalysts und WeissBioTech sowie mit unserem Netzwerk von CMOs für die pharmazeutische Industrie.