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Abstract

Die Größenausschlusschromatographie (SEC) ist ein wertvolles Werkzeug für die Gruppentrennung. Das Fehlen von Adsorption ermöglicht eine einfache Modellierung des Wanderungsverhaltens von Komponenten durch die Säule. Das Wanderungsverhalten aller möglichen Komponenten kann mit K-Werten zwischen 0 (komplett ausgeschlossen) und 1 (in die Poren eindringend) beschrieben werden. Aufgrund der Limitierung der Beladung auf maximal 30% ihres Volumens und der hohen Kompressibilität der verwendeten Gelphasen gestalten sich jedoch scale-up und Prozessierung großer Volumina oft schwierig. Die Simulated Moving Bed-Chromatographie (SMB) gestattet hohe Durchsätze auch mit kleineren Säulen. Bei nicht-linearem Adsorptionsverhalten ist ihre Auslegung für komplexe Mischungen aus mehr als zwei Komponenten jedoch schwierig. Eine Kombination von SEC und SMB erlaubt es, die Nachteile beider Verfahren zu umgehen. Dieses wird am Beispiel eines Modellsystems aus Nanoteilchen und einer bovinen IgG-Fraktion gezeigt. Mit Hilfe von Einzelsäulenexperimenten konnte das Laufverhalten beider Komponenten quantifiziert werden. Dies ermöglichte es, einen SEC-SMB-Prozess auszulegen, mit dem beide Komponenten mit 99% Reinheit gewonnen werden konnten. Der Feed-Durchsatz lag bei 0,16 Säulenvolumina pro Stunde. Die experimentellen Befunde entsprachen den durch Simulationsrechnungen ermittelten Trends. Weitere theoretische Studien zeigen, dass, verglichen mit einem Standardbatchprozess, der Feed-Durchsatz pro mL eingesetzter Stationärphase in einer SEC-SMB bei gleichen Reinheitsanforderungen mehr als vervierfacht werden kann.