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i3 DMC – Eine erfolgreiche Produktkombination

Die Digitale Membranchromatographie verbindet zwei zentrale Komponenten: Einen funktionalisierten Membranadsorber und die elektronische Steuereinheit i3 DMC Control. Die Membran übernimmt dabei die chromatographische Selektivität, während die Steuereinheit den Elutionsschritt durch die elektrische Spannung kontrolliert. Im ersten Schritt folgt i3 DMC dem bekannten Prinzip der Membranchromatographie. Die Probe wird auf den Membranadsorber beladen, wo das Zielmolekül selektiv an der Membran bindet. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Funktionialiserungen zum Einsatz, darunter Protein A für Antikörper und Fc-haltige Proteine, sowie AEX- und CEX-Membranen für ionenaustauschbasierte Trennprozesse.

Der technologische Unterschied liegt jedoch in der Elution. Während klassische chromatographische Verfahren die Freisetzung gebundener Moleküle meist über Elutionspuffer mit hohen Salzkonzentrationen oder niedrigen pH-Werten auslösen, initiiert i3 DMC diese elektrisch. Über die i3 DMC Control wird eine Spannung an den Membranadsorber angelegt, wodurch lokal elektrochemische Bedingungen im Membransystem verändert werden. Diese lokal erzeugten Veränderungen beeinflussen die Wechselwirkung zwischen Membran und Zielmolekül und ermöglichen dessen Freisetzung. Auf diese Weise wird die Elution nicht mehr alleine durch die Zusammensetzung des Elutionspuffers bestimmt, sondern um eine zielgerichtete Spannung ergänzt. An den integrierten Elektroden können durch die angelegte Spannung lokal pH-Veränderungen entstehen, die gezielt auf die Bindungsumgebung im Membransystem wirken. Für den Prozess sind neben der Spannung auch Pufferleitfähigkeit, Salze und Elektrolytzusammensetzung wichtige Parameter, da sie die elektrochemischen Reaktionen und damit die Effizienz der Elution beeinflussen können.
So entsteht aus einem etablierten chromatographischen Trennprinzip ein digital steuerbarer Workflow: Die Membran sorgt für Bindung und Selektivität, die elektronische Steuerung löst den Elutionsimpuls präzise aus. Damit erweitert i3 DMC die  Membranchromatographie um eine zusätzliche Prozessebene und etabliert eine schonende Alternative zur Niedrig-pH-Elution.

Detaillierte Informationen zum Wirkungsmechanismus und experimentelle Daten in Anwendung von i3 DMC, finden Sie in einer aktuellen Studie der Technischen Hochschule Mannheim.

Workflow-Effizienz

In der Antikörperaufreinigung entscheidet nicht nur die eigentliche Bindung und Elution über die Qualität des Ergebnisses, sondern auch die umliegenden Arbeitsschritte, die den gesamten Workflow definieren. Jeder zusätzliche Prozessschritt bedeutet manuellen und zeitlichen Aufwand und kann Probenverluste, Volumenveränderungen oder zusätzliche Variabilität verursachen. Ziel ist es daher, Antikörper nicht nur erfolgreich aufzureinigen, sondern sie möglichst unverändert, reproduzierbar und direkt für nachgelagerte Analysen bereitzustellen.

Der praktische Vorteil von i3 DMC zeigt sich besonders im Vergleich zu traditionellen Workflows: Nach einer konventionellen Elution ist die Probe häufig noch nicht unmittelbar analysebereit. Sie muss neutralisiert, umgepuffert, konzentriert oder weiter aufbereitet werden, bevor sie in analytischen Methoden eingesetzt werden kann. i3DMC setzt genau hier an, indem es nachgelagerte Zwischenschritte reduziert und den Weg von der Aufreinigung zur Analyse vereinfacht. So entsteht ein schlankerer Aufreinigungsprozess, der Probenqualität, Reproduzierbarkeit und Datenverfügbarkeit unterstützt, besonders in Workflows, in denen Geschwindigkeit und verlässliche Analyseergebnisse zusammenkommen müssen.