Projekti / Programi
Optimizacija metakrilatnih monolitnih nosilcev za separacija makro molekul
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T390 |
Tehnološke vede |
Polimerska tehnologija, biopolimeri |
monolitni nosilci, čiščenje makromolekule, DNA, virusi, polimerizacija, interakcije, sinteza ligandov
Raziskovalci (18)
Organizacije (5)
Povzetek
Kromatografski monoliti so eni izmed najbolj preučevanih stacionarnih kromatografskih faz v zadnjih letih. Razlog za to je predvsem v njihovi preprosti pripravi pri proizvodnji kapilar in mikročipov, visoki poroznosti, ki se odraža v nizkem parcu tlaka, konvektivnem prenosu molekul, kar omogoča bistveno krajše čase analiz in tokovno neodvisne lastnosti kot so kvaliteta ločbe in dinamična kapaciteta ter visoka kapaciteta za velike makromolekule kot npr. DNA ali viruse.
V predloženem projektu bomo natančno preučili strukturo monolita in vpliv na njegove hidrodinamske in kromatografske lastnosti kot so kapaciteta, izkoristek ter stabilnost makromolekul. Optimizacija strukture bo potekala tako s spreminjanjem sestave polimerizacijske mešanice kot tudi pogojev polimerizacije.
Vzporedno z optimizacijo nosilca bo potekala tudi optimizacija mobilne faze, pri čemer bomo preučevali interakcije makromolekul, kar bo predvidoma privedlo do boljšega razumevanja celotnega mehanizma ločbe.
Precejšnje število eksperimentov bomo posvetili tudi pripravi različnih aktivnih skupin na površini por nosilca. Te skupine bodo lahko razvejane – dendrimeri, s ciljem povečanja kapacitete nosilca za različno velike molekule, psevdoafinitetne, ki bi omogočile učunkovito čiščenje predvsem rekombinantnih proteinov ter afinitetne, pri čemer se bomo poleg same skupine osredotočili na tip ročice, ki bi povečal učinkovitost procesa imobilizacije.
Pomen za razvoj znanosti
Teoretične raziskave kažejo, da imajo monolitni nosilci potencialno izredno visoko kapaciteto v primerjavi z delčnimi nosilci in so kot taki izredno zanimivi za čiščenja zelo velikih molekul kot so veliki proteini, DNA ali celo virusov. Ena izmed ključnih težav pri nalaganju velikih količin takih molekul je, da lahko pride do ireverzibilne vezave na nosilec, kot posledica močnih interakcij med molekulami in nosilcem ter morebitne reorganizacije in faznih prehodov veznih molekulmorebitnega razpada zaradi nestabilnosti velikih molekul. V okviru tega dela smo pokazali, da dejansko pride do delnega razkroja nekaterih izjemno velikih molekul kot so veliki plazmidi ali genomska DNA. Vendar pa smo pokazali, da je mogoče pod optimalnimi pogoji čistiti plazide velikosti do 90 kbp tako, da ohranijo večino superzvide oblike. Pokazali so tudi, da kapaciteta za velike plazmide narašča z dodajanjem NaCl v nalagalno razopino, kar pripisujemo nevtralizaciji medsebojnega naboja in entropičnega procesa vezave. To vpliva tudi na izkoristek, kot posledica delne ireverzibilne vezave. Bistvenega pomena je tudi priprava graftanega monolita, s katerim smo dokazali, da lahko z ustrezno dolžino graftanih ročič dosežemo podvojitev kapacitete tudi za tako velike molekule kot je plazmidna DNA. Prvi pa smo tudi pokazali, da lahko z monolitnimi nosilci čistimo bakteriofage tako, da ohranijo preživelost.
Pomen za razvoj Slovenije
Podjetje BIA Separations d.o.o. že trži monolitne kromatografske kolone. Rezultati izvedenega projekta je postopek priprave velikih monolitnih plošč, določitev optimalne strukture monolita za čiščenje velikih molekul kot so plazmidna DNA in virusi, postopek priprave graftanih monolitov ter razvoj metode za neinvazivno določanje gostote liganda z metode pH prehoda. To povečuje konkurenčno prednost monolitnih nosilcov pred ostalimi in s tem povečuje tržni delež, kar se odraža v večanju števila zaposlenih v podjetju. Sočasno pa povečuje raspoznavnost v svetovnem merilu in ugled Slovenije kot države, kjer se razvija visoka tehnologija.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
