Roche Penzberg ist bekannt für seine große Expertise im Bereich der Proteinproduktion. Die Fermentation, Aufreinigung und die Qualitätskontrolle der empfindlichen Protein-Wirkstoffe sind äußerst komplexe und spezialisierte Schritte – für die Marktzulassung eines therapeutischen Wirkstoffs kann ein Reinheitsgrad von 99 Prozent erforderlich sein.

Die Chromatographie ist eine Technik zum Auftrennen eines Stoffgemisches in seine Bestandteile. Es gibt viele Arten der Chromatographie – allen gemeinsam ist, dass das Stoffgemisch mit Hilfe einer beweglichen (mobilen) Phase, z. B. einem Lösungsmittel, an einer ruhenden (stationären) Phase, z. B. Kieselgel-Kügelchen, vorbeitransportiert wird. Geschieht das in säulenartigen Glasgefäßen (wie hier abgebildet), so spricht man von Säulenchromatographie.

Eine ganze Reihe von Arbeitsschritten sind nötig, um ein Protein für therapeutische Anwendungen aus dem biologischen Rohmaterial zu isolieren.
Das Ausgangsmaterial wird durch die Fermentation in Form von Zellen, Inclusion Bodies oder zellfreien Kulturüberständen geliefert.
Aus diesem biologischen Rohmaterial werden die therapeutischen Proteine durch die Kombination verschiedener chromatographischer Trenntechniken und Filtrationen in höchster Reinheit isoliert.

Im Bild ist eine Chromatographiesäule mit einer stationären Phase abgebildet, die einen blauen Farbstoff trägt. Dieses Chromatographiegel weist spezielle Bindungseigenschaften gegenüber dem therapeutischen Protein auf, das mit dieser Chromatographie gereinigt wird.

Der Name Chromatographie kommt aus dem Griechischen: chroma heißt „Farbe“ und graphein „schreiben“. Die Technik geht auf den russischen Botaniker Michail S. Zwet zurück. Dieser ließ im Jahr 1901 ein Extrakt von grünen Blättern durch eine Zucker-Säule fließen. Dabei stellte er fest, dass sich der grüne Blattfarbstoff (Chlorophyll) in der Säule entsprechend seiner Farbbestandteile in grüne und gelbe Zonen auftrennte.

Die Säulenchromatographie ist eine weit verbreitete Technik zur Aufreinigung von Proteinen aus einem Stoffgemisch. Das Prinzip: Verschiedene Stoffe durchlaufen die Chromatographie-Säule entsprechend ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften unterschiedlich schnell oder werden an die stationäre Phase gebunden. Diese Eigenschaften kann man nutzen, um Stoffgemische in verschiedene Bestandteile aufzutrennen. Nachdem die Stoffe die Säule durchlaufen haben, werden sie in einzelnen Fraktionen aufgefangen. Gebundene Substanzen können durch spezielle Lösungen von der festen Phase abgelöst und in einer eigenen Fraktion gesammelt werden.

Fotograf: Philipp Wente