Projekti / Programi
Izolacija velikih biomolekul in nanodelcev
01. januar 2013
- 31. december 2016
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.06 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
Zaključni procesi v biotehnologiji |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.09 |
Tehniške in tehnološke vede |
Industrijska biotehnologija |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Raziskovalci (20)
Organizacije (1)
Povzetek
Razvoj novih bioloških zdravil – zdravil, ki temeljijo na velikih biomolekulah (proteini, plazmidna DNA in virusni delci) je v vse večjem vzponu. Večina novo razvitih zdravil dandanes že temelji na kompleksnih biomolekulah. Izolacija in čiščenje teh molekul do nivoja, da bodo ustrezne za uporabo pri ljudeh, je zelo zahteven proces. Za učinkovito izvedbo takih procesov so potrebne nove tehnologije – na različnih področjih od gojenja molekul do učinkovitih procesov izolacije, čiščenja, formulacije in seveda karakterizacije v vseh stopnjah procesa. V okviru raziskovalnega programa bomo razvijali in optimizirali nove procese izolacij teh kompleksnih in nestabilnih biomolekul. Procesi za različne molekule bodo najprej razviti na laboratorijski stopnji. Sledila bo optimizacija parametrov ter prenos na večje merilo, pri čemer bodo upoštevani kemijsko-fizikalni in inženirski principi. Poleg razvoja procesov bomo razvijali tudi nove metode in nove kolone za izvedbo hitre medprocesne in končne analitike različnih vzorcev. S tem bomo nadgradili obstoječe biološke metode, ki so zelo zamudne in ne omogočajo hitrega sledenja in popravkov procesa. Da bo monolitna tehnologija še ustreznejša pri izvedbi izolacij velikih biomolekul, bomo tudi optimizirali in dodatno razvili sam polimerni monolit. Pri tem se bomo predvsem osredotočili na hidrofilizacijo monolitne površine ter na povečevenje specifične površine, s čimer bomo dosegali bolj selektivne vezave ob hkrati veliko višjih dinamičnih veznih kapacitetah (količini biomolekul, ki se pod določenimi dinamičnimi pogoji vežejo na monolit). Na ta način bodo monoliti tudi primernejši za raziskovalno delo s celicami. Poleg bioloških zdravil so namreč na področju regenerativne medicine v zadnjih letih intenzivni predmet študija tudi matične celice s potencialno uporabo v tkivnem inženirstvu, celičnih terapijah ter regenerativni medicini. Za ločbo in čiščenje matičnih celic se v praksi danes uporabljajo metode, ki so predrage za uporabo na industrijskem nivoju, zato je velik poudarek na raziskavah, ki bodo omogočile razvoj ustreznejših tehnologij. Ena od ustreznih tehnologij je tudi monolitna tehnologija, ki bo temeljila na hidrofilnih polimernih monolitih z ustrezno modificirano površino in strukturo in bo predmet raziskav v okviru programske skupine.
Pomen za razvoj znanosti
V svetu raziskovalcev velikih biomolekul je uporaba kromatografije ter posledično tudi uporaba monolitnih nosilcev še vedno manj znana, ker povečini ti raziskovalci niso kemiki, da bi bili dobro seznanjeni z učinkovitostjo te separacijske tehnike. Tako skozi znanstvene objave o aplikacijah ter tudi strukturnih študijah monolitnih kromatografskih kolon povečujemo vedenje o uporabnosti in odličnosti kromatografskih metod za biotehnološke aplikacije. To omogoča nove inovacije na področju genskega inženiringa, regenerativne medicine, celičnih terapij in ostalih medicinsko pomembnih znanstvenih področij. Kljub aplikativni orientiranosti programa so določene vsebine, ki so tudi znanstveno zelo relevantne. Smo eni izmed pionirjev uvajanja kromatografskih tehnik na področju medprocesne kontrole velikih biomolekul. Znanstveno zelo pomembna je študija uporabe stare kromatografske metode (izmenjevalna kromatografija), ki smo jo okarakterizirali ter izjemno učinkovito uporabili v svetu molekul prihodnosti, kot je npr. plazmidna DNA. Kot prvi na svetu smo na trg ponudili namenske kromatografske kolone za spremljanje in kvantifikacijo specifičnih virusov. Kot prvi na svetu smo pripravili kompozit med organskim monolitom ter TiO2 nanodelci ter ga uporabili za obogatenje fosforiliranih peptidov. Razvili smo platformni proces za orientirano vezavo protiteles na kromatografske monolite, kar bo omogočalo v prihodnosti specifično čiščenje točno določenih celic. Verjamemo, da s takimi pionirskimi koraki spodbujamo tudi druge raziskovalne skupine k razmišljanju o široki vrednosti uporabe kromatografskih monolitov. In končno, rezultat raziskav in razvojnega dela so tudi produkti z visoko stopnjo vgrajenega znanja, ki potrjujejo, da se tudi v Sloveniji lahko razvije, naredi in trži dober visoko-tehnološki produkt.
Pomen za razvoj Slovenije
Podjetje BIA Separations d.o.o. se pri razvoju monolitnih kromatografskih kolon (blagovna znamka CIM) usmerja v tržne niše, pri katerih imajo monolitni nosilci izrazito prednost v primerjavi s svetovno konkurenco. Potrebno je poudariti, da je podjetje BIA Separations pionir razvoja in vodilni proizvajalec monolitnih kolon v svetovnem merilu – tako na analitskem področju kot tudi na področju industrijskih kolon. Zaradi intenzivnega razvoja nove generacije zdravil (genska terapija, regenerativna medicina, celična terapija, zdravljenje raka…), ki vedno bolj temeljijo na velikih molekulah, in pomanjkanja primernih tehnologij za čiščenje le-teh, razvoj in proizvodnja monolitnih kolon podjetju BIA Separations predstavlja strateško pomembno tehnologijo. V času trajanja programa se je začela proizvodnja enega izmed prvih genskih zdravil za humano uporabo, ki je čiščeno na CIM monolitnih nosilcih. Razvoj monolitne tehnologije ne omogoča samo rasti matičnega podjetja, ampak tudi rast proizvodnje slovenskih podizvajalcev, saj določene dele za kromatografske kolone, kot so npr. ohišja, ne izdelujemo sami. Nekateri člani programske skupine so v znanstvenem odboru mednarodnega srečanja Monolith Summer School&Symposium (MSS), ki bienalno poteka v Portorožu (glej http://www.monolithevents.com). Na ta način podjetje skrbi za večjo prepoznavnost Slovenije tako na znanstvenem kot na turističnem področju. Ker se zavedamo pomena prenašanja znanja in izkušenj, poteka v podjetju tudi stalno izobraževanje. V podjetju je ali še opravlja diplomske raziskave nekaj dodiplomskih študetov, prav tako izvaja ali pa je že uspešno zaključilo svoje raziskovalno delo preko 10 podiplomskih študentov. Nenazadnje je posledica razvoja monolitnih kromatografskih kolon in uveljavljanja podjetja na globalnem trgu tudi selitev podjetja v nove prostore v Ajdovščini, kar je za Goriško regijo v času gospodarske krize predstavljajo primer, kako se spopasti z globalno recesijo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
