ENDOTOXINENTFERNUNG

Bei Endotoxin handelt es sich um ein komplexes Aggregat aus sauren Lipopolysacchariden (LPS), das aus einem inneren Kern aus hydrophoben Fettsäuregruppen besteht und einem zentralen und äußeren Bereich aus hydrophilen Polysacchariden.

In wässrigen Lösungen kann Endotoxin in verschiedenen Aggregationszuständen bis zu 1 MDa existieren. Zweiwertige Kationen wie Ca2+ und Mg2+ stabilisieren die Aggregationsstruktur von LPS. Im Gegensatz hierzu tragen Detergentien dazu bei, die Struktur in kleinere Untergruppen aufzubrechen. Bei der Erzeugung rekombinanter Proteine in E. coli und anderen gramnegativen Bakterien ist es oft erforderlich, LPS aus dem Endprodukt zu entfernen. Dies ist bei immunologischen Untersuchungen und bei der Entwicklung von Fertigungsverfahren besonders wichtig. Endotoxin kann bei zellbasierten Tests falsche Werte verursachen. Die Menge des erlaubten Endotoxins in Produkten für Menschen ist begrenzt.

Endotoxin wird stetig von der äußeren Membran eines lebensfähigen gramnegativen Bakteriums abgesondert und wird freigesetzt, wenn die Bakterienzelle stirbt. Obwohl Bakterien oft mittels eines 0,2 µm Sterilfilters abgetrennt werden, ist LPS selbst schwierig zu entfernen oder zu inaktivieren, da es äußerst hitze- und pH-beständig ist. Die pyrogene Schwelle einer Endotoxinreaktion bewegt sich im Bereich von 1 EU (Endotoxineinheit, etwa 0,1 ng) pro Kilogramm Körpergewicht. Diese Menge Endotoxin kann von 105 Bakterienzellen erzeugt werden.

Die Entfernung von Endotoxin stellt eines der schwierigsten nachgelagerten Verfahren in der Proteinaufreinigung dar. Viele erhältliche Produkte sind nicht in der Lage, Endotoxin zufriedenstellend zu entfernen, oder sie erfordern zeitaufwendige Inkubationsschritte. In vielen Fällen ist eine vollständige Endotoxinentfernung nur unter erheblichem Substratverlust erreichbar. Da Endotoxin bei pH-Werten über 2 eine negative Ladung aufweist, kann eine positiv geladene Membranoberfläche Endotoxin abscheiden. 

Die Acrodisc® Einheit mit positiv geladener, hydrophiler Mustang® E Membran eignet sich ideal zur Entfernung von Endotoxin aus Lösungen, da sie über eine Oberfläche mit stark quervernetzten geladenen quartären Aminen verfügt. Dies bietet unter bestimmten Bedingungen hohe dynamische Kapazitäten für die Entfernung von Endotoxin aus Prozessströmen, Puffern und Wasser.

Wenn E. coli oder andere gramnegative Bakterien für rekombinante Proteine verwendet werden, besteht ein hohes Endotoxinkontaminationsrisiko für die Plasmidvorbereitung und das exprimierte Protein. Bevor weitere Assays, wie immunologische Untersuchungen oder die Entwicklung eines Herstellungsprozesses, durchgeführt werden, sollte dieses komplexe Lipopolysaccharid (LPS) entfernt werden. Während intakte Bakterien mithilfe eines 0,2 µm Filters aufgefangen werden können, kann das bei LPS schwieriger sein. Eine effektive Methode zur Beseitigung negativ geladener LPS ist der Einsatz eines Mediums mit einer positiven Ladung. Wir bieten Acrodisc® Einheiten mit Mustang® E Membran für eine effektive Beseitigung von Endotoxin an.