Measurement, characterization and separation of high added value biomolecules

Abstract

RESUMEN: La separación de biomoléculas de alto valor añadido, con tamaño y características similares como la albúmina de suero bovino (BSA) y la lactoferrina (LF), representa uno de los retos más difíciles en la industria bioquímica. Durante 100 años las técnicas cromatográficas se han aplicado para la cuantificación y la producción industrial de las proteínas aisladas. Esta técnica, obtiene purezas mayores del 90%, pero con un alto coste asociado y rendimientos relativamente bajos. Las separaciones basadas en membranas son, en comparación, simples, eficientes energéticamente y fácilmente escalables desde el laboratorio a entornos industriales. A pesar del gran esfuerzo que se ha realizado en el desarrollo de nuevos materiales, conformaciones y configuraciones, la aplicación industrial de esta tecnología no cumple con los requisitos necesarios para su separación real. Esta tesis tiene como objetivo la medición, caracterización del tamaño y las propiedades superficiales y el desarrollo de un proceso de separación alternativo de la mezcla BSA/LF mediante membranas de ultrafiltración y la correcta selección de las condiciones de operación, con la intención de contribuir a la mejora en el conocimiento del proceso de aislamiento de proteínas.

ABSTRACT: The separation of high added value biomolecules of similar size and characteristics, Bovine Serum Albumin (BSA) and Lactoferrin (LF), represents one of the most challenging processes in the biochemical industry. For 100 years the chromatographic techniques have been applied for the quantification and industrial production of protein isolates. With this technique, purities of more than 90% are obtained but with a high cost associated and relatively low throughputs. Compared to chromatography, membrane-based separations are simple, energy efficient and readily scalable from the laboratory to industrial settings. Despite the significant effort that has been applied toward developing new materials, conformations, and configurations, the industrial application of this technology has not met the requirements to achieve their real separation. This thesis aims to the measurement, the characterization of size and surface properties and to the development of an alternative BSA/LF separation process using ultrafiltration membranes and accurate selected operational conditions, intending to contribute to the improvement in protein isolation process knowledge.