Einsatz von Magnetfiltern in der Bioverfahrenstechnik – Teil 2: Trennung von Biomasse und Magnetbeads im Magnetfilter

Abstract Die Hochgradienten‐Magnetseparation (HGMS) besitzt großes Potenzial, um als erster Capture‐Schritt in Aufbereitungsverfahren für biotechnologische Produkte eingesetzt zu werden, da sie eine Fest/Fest/Flüssig‐Trennung in einem Schritt ermöglicht. Bei Magnetseparatoren, die nach diesem Prinzip arbeiten, wurde bisher der Tatsache nicht genügend Rechnung getragen, dass die Anlagerungsbereiche der magnetischen Mikrosorbentien, die sich während der Magnetfiltration in der Filtermatrix ausbilden, den freien Strömungsquerschnitt des Magnetfilters einengen und Zellen oder Zelltrümmer zurückhalten oder sogar einschließen können. Schwerpunkt der hier dargestellten Untersuchungen am Umwelt‐Campus Birkenfeld ist daher die Quantifizierung der Trennung von Biomasse (fluoreszierende Escherichia coli ‐Zellen) und Magnetbeads in einem HGMS‐Filter. Dazu musste eine geeignete Analysemethode entwickelt werden, die eine Quantifizierung ermöglicht und mit der eine Aussage darüber getroffen werden kann, welche Menge an Bakterienzellen im Filtrat zu finden ist und welche Menge durch die entstehenden Magnetpartikel‐Anlagerungsbereiche an der Filtermatrix zurückgehalten wird. In den Untersuchungen wurden zwei verschiedene Varianten der Filtermatrix getestet und miteinander verglichen. Es wurde in beiden Fällen eine gute Trennung von Biomasse und Magnetbeads – sowohl in Modellsuspensionen als auch in E. coli ‐Fermentationsbrühen – erreicht.