Displacement Chromatography: Application to Downstream Processing in Biotechnology

Freitag, Ruth

doi:10.1002/9783527619641.ch4

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“…However, the Langmuir isotherms are recognized to be thermodynamically inconsistent for multicomponent ion‐exchange systems (2). Moreover, the effect of ionic strength (salt concentration) on protein adsorption is not explicitly expressed in these models (2, 3).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Influence of pH and Ionic Strength on the Steric Mass-Action Model Parameters around the Isoelectric Point of Protein

Shi

Zhou

Sun

2008

Biotechnol Progress

126

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The ion-exchange equilibrium and the dependence of the parameters in the steric mass-action (SMA) model on salt concentration and buffer pH around the isoelectric point of protein were studied. Bovine serum albumin (BSA, isoelectric point = 5.4) was used as a model protein and DEAE Sepharose FF as an ion exchanger. Finite batch adsorption experiments and isocratic elution chromatography were performed for the determination of the model parameters (i.e., characteristic charge, equilibrium constant, and steric factor). The results showed that pH had significant effects on the parameters. With an increase of pH from 4.5 to 6.5, the characteristic charge increased from 0.9 to 3.0 and leveled off as a plateau at pH above 5.5. The charge groups in the contact region of protein surface were considered to play a crucial role on the characteristic charge. The decrease of pH and increase of salt concentration lowered the absolute value of the zeta potential of the protein surface and led to a decrease of the equilibrium constant. The steric factor remained unchanged at about 31 at pH 5.5 and 6.0 and increased to 44.5 at pH 5.0 and 96.8 at pH 4.5, mainly as a result of the lower adsorption capacity of BSA at pH <5.5. Furthermore, the increase of the molecular volume of BSA at pH 4.5 would be an additional reason for the increase of the steric factor. Taking into account the effect of the pH and salt concentration on these parameters, the SMA model described the ion exchange equilibrium of protein more accurately.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Influence of pH and Ionic Strength on the Steric Mass-Action Model Parameters around the Isoelectric Point of Protein

Shi

Zhou

Sun

2008

Biotechnol Progress

126

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“…However, most researchers claim that for a given column size, much lower (up to 1 order of magnitude) flow rates should be used if the column is to be operated in the displacement rather than the elution mode. Otherwise a significant loss in product purity and recovery is unavoidable (1, 4, 9). The typical improvement of displacement separations at low flow rate is attributed not only to an increase of the plate number but also to the time available for development of the isotachic train in the column.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Displacement chromatography is a predominantly preparative mode of chromatography, which is assumed to offer certain advantages in high‐resolution separations of complex multicomponent mixtures of costly biologicals such as recombinant proteins (1, 2). Since the displacement process takes advantage of the nonlinearity of the adsorption isotherm, a chromatographic column operated in the displacement mode can process higher feed loads than a similar column operated in the elution mode.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Since the displacement process takes advantage of the nonlinearity of the adsorption isotherm, a chromatographic column operated in the displacement mode can process higher feed loads than a similar column operated in the elution mode. Depending on the experimental conditions, displacement chromatography may also result in a considerable concentration of the target molecule (1, 3, 4).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Continuous Separation of Multicomponent Protein Mixtures by Annular Displacement Chromatography

Giovannini

Freitag

2002

Biotechnology Progress

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Displacement chromatography is a predominantly nonlinear mode of chromatography, which has certain advantages over the elution mode for preparative bioseparations. Whereas continuous production (and separation) processes have their theoretical benefits in this context, protein displacement chromatography has up to now only been performed in the batch mode. In this contribution, we demonstrate that the principle of continuous annular chromatography can be adapted to displacement chromatography. Separations of up to three standard proteins (two whey proteins, soybean trypsin inhibitor) were developed and optimized using a small (4 × 250 mm) batch column. These separations were subsequently transferred directly to the continuous system (500-mL column). Separations of similar quality in terms of final product purity and recovery yield were obtained using the continuous system.

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“…(LEAL et al 2002) Na década de 1980, houve grande desenvolvimento nos processos de separação aplicados a processos bioquímicos, tanto para aplicações analíticas como para produção industrial de proteínas e enzimas (PASECHNIK,1995). No entanto, para viabilizar a produção de compostos biológicos é preciso ainda desenvolver processos de menor custo com alta eficiência de produção e recuperação, bem como de fácil operação (FREITAG, 1998).…”

Section: Introductionunclassified

Produção e utilização de protease de Bacillus subtilis em tratamento de efluentes liquidos

Seixas¹,

Alegre²

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Aos meus pais, Bernadino e Tereza"De vocês recebi o dom mais precioso do universo: a Vida. Só por isso já seria infinitamente grata, mas vocês não se contentaram em presentear-me apenas com ela, revestiram minha existência de amor, carinho e dedicação". Amo Vocês v Quando a gente pensa que é bastante forte, Que nada consegue nos emocionar o suficiente para nos fazer perder o controle de nossas emoções, surge a inesperada surpresa! Como é bom saber que existem pessoas como você, que se preocupa em me fazer feliz. E olhe, você me faz feliz de verdade! Seus gestos de atenção e carinho me proporcionam momentos de paz e de muita alegria. Gato, você é mesmo uma pessoa muito especial! Te Amo Muito! vi AGRADECIMENTOS Aos meus amados pais, Bernardino e Tereza, pelo exemplo de vida, amor, honestidade humildade, carinho e tudo que me foi dado ao longo desses anos. A cada conquista, incentivo de vocês foi especial, já que de vocês que vem a minha força, inspiração e razão para ir cada vez mais longe. A vocês meu eterno agradecimento, amor e respeito. Amo vocês. Gato na vida, nos deparamos com pessoas comuns, mas que se fazem especiais, acolhendo-nos com um sorriso transparente, mesmo quando o semblante parece cansado....Especiais sim, por serem capazes de conquistar o outro com humildade. A você, que esteve ao meu lado nas horas que chorei e nas horas que sorri, nas horas que me lamentei e nas horas que de uma forma ou de outra demonstrei total alegria. Muito Obrigada. Você fez, faz e fará sempre parte de minha história. Te Amo Muito! Em especial, ao Professor Dr. Ranulfo Monte Alegre, pela orientação e ainda pela convivência que me ensinou o que é paciência, compreensão e dedicação, proporcionando-me aprender e almejar a ser uma pesquisadora. Muito Obrigada. Aos meus irmãos Luiz Carlos, Alice, Renato, Cristina e Paulo e a todos os meus sobrinhos que estão sempre presentes com uma palavra amiga e de incentivo, alegrandose com nossas vitórias e apoiando em nossas lutas mais difíceis. Muito Obrigada. Aos meus amigos Jean e Brasília, pelo carinho e amor incondicional que sempre me dedicaram. Pela compreensão nos momentos difíceis, procurando, mesmo de longe amenizar minha ansiedade e nervosismo com bom humor e alto astral. Aos meus amigos Eduardo, Gaby, Márcia, Emerson. Obrigada pelo apoio, carinho, compreensão e inúmeros momentos de descontração e alegria. Hoje temos um motivo muito especial. Brindemos! A minha prima Ana Maria que me acolheu tão carinhosamente, quando de minha estada

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Displacement Chromatography: Application to Downstream Processing in Biotechnology

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