Asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierungsanlage
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierungsanlage (AF4) wurde zur Analytik nanoskaliger Proben angeschafft und am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie in Betrieb genommen. Für eine umfassende Methodenentwicklung wurde im Jahr der Anschaffung eine wissenschaftliche Mitarbeiterin eingestellt. Sowohl die Wissenschaftlerin als auch eine technische Mitarbeiterin des Arbeitskreises wurden von dem Geräteanbieter in mehreren Seminaren auf den Einsatz und die Wartung des Großgerätes geschult. Die Mitarbeiterinnen dienen auch den weiteren Nutzern als Ansprechpartner für die AF4-Analytik. Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie (IPTB): Die wissenschaftliche Mitarbeiterin beschäftigt sich seit Inbetriebnahme der Anlage im Rahmen ihres Dissertationsprojekts „Feldflussfraktionierung als Methode zur Charakterisierung kolloidaler Systeme“ mit der Entwicklung von AF4-Analysenmethoden zur Charakterisierung nanopartikulärer Arzneistoffträgersysteme. Hierbei wurden die nachfolgenden wesentlichen Untersuchungen durchgeführt: • Charakterisierung des Herstellungsprozesses von Nanopartikeln auf der Basis von humanem Serumalbumin (HSA): Analytische Erfassung des HSA-Desolvatationsprozesses über den Zeitraum der Nanopartikelherstellung. • Entwicklung von analytischen Trennmethoden zur Größencharakterisierung von unterschiedlichen Nanokolloiden. • Entwicklung von AF4-Methoden zur analytischen Trennung von nanopartikulärem Arzneistoffträger und gelöst vorliegenden Proteinen: Nanopartikuläre Arzneiformen werden präparativ mit „Drug Targeting“-Liganden wie Antikörpern modifiziert. Die resultierenden Proben werden quantitativ im Hinblick auf nanopartikulär gebundene und ungebundene Liganden charakterisiert. • Charakterisierung PEGylierter Proteine: Analytik der PEGylierungseffizienz und Ermittlung des resultierenden Molekulargewichts mittels statischer Lichtstreuung • Untersuchungen zur PEGylierung vorgeformter HSA-Nanopartikel. Einfluss der PEGylierungsreaktion auf die resultierende Partikelgröße, dabei quantitative Erfassung der PEG-Bindung. • Untersuchungen zur Wiederfindung von Nanopartikeln in Zelllysaten zur Abschätzung der nanopartikulären Zellaufnahme. • Entwicklung einer analytischen Methode zur Erfassung der in vitro-Freisetzung nanopartikulärer Wirkstoffe aus Tablettenformulierungen. • Routinemäßige Qualitätskontrolle von Nanopartikeln zum Einsatz in diversen Kooperationsprojekten. Institut für Pharmazeutische und Medizinische Chemie, AK Prof. G. Hempel: Das AF4-System wird zur Qualitätskontrolle PEGylierter Proteine in Fertigarzneimitteln verwendet. • Bestimmung der Arzneimittelzusammensetzung im Hinblick auf PEGyliertes / nicht PEGyliertes Wirkstoffprotein (PEG-Asparaginase). Ermittlung der Molekulargewichtsverteilung nach PEGylierung. • Etablierung einer gemäß ICH Guideline validierten Analytik für PEG-Asparaginase. • Stabilitätsuntersuchungen von PEGylierten Proteinen am Beispiel von PEG-Asparaginase. • Untersuchungen zur PEGylierung von Asparaginase: Ermittlung der PEGylierungseffizienz und des Molekulargewichts. Institut für Anorganische und Analytische Chemie, AK Prof. U. Karst: Analytische Erfassung von Silber-basierten Nanopartikeln sowie deren Auftrennung nach Partikelgröße.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Comparison of intracellular accumulation and cytotoxicity of free mTHPC and mTHPC-loaded PLGA nanoparticles in human colon carcinoma cells. Nanotechnol. 22 (2011) 245102
Löw, K., Knobloch, T., Wagner, S., Wiehe, A., Langer, K., von Briesen, H.
- Targeted human serum albumin nanoparticles for specific uptake in EGFR expressing colon carcinoma cells. Nanomedicine 7 (2011) 454-463
Löw, K., Wacker, M., Wagner, S., Langer, K., von Briesen, H.
- Albumin nanoparticles with predictable size by desolvation procedure. J. Microencapsulation 29 (2012) 138-146
von Storp, B., Engel, A., Boeker, A., Ploeger, M., Langer, K.
- Asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4) with inline-coupled dynamic light-scattering techniques for a deeper insight into nanoparticle formation. DPhG Annual Meeting Conference book (2013) 236
John, C., Langer, K.
- Asymmetric flow field-flow fractionation (AF4) for the quantification of nanoparticle release from tablets during dissolution testing. Int. J. Pharm. 461 (2014) 137-144
Engel, A., Plöger, M., Mulac, D., Langer, K.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2013.11.044) - Asymmetrical flow field-flow fractionation for human serum albumin based nanoparticle characterisation and a deeper insight into particle formation processes. J. Chrom. A 1346 (2014) 97-106
John, C., Langer, K.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.chroma.2014.04.048) - Asymmetrical flow field-flow fractionation in combination with inline-coupled dynamic light scattering techniques for analysis of PEGylation of protein nanoparticles. Proceed. Internat. Meeting on Pharmaceutics, Biopharmaceutics and Pharmaceutical Technology (2014)
John, C., Langer, K.
- Development and validation of a new analytical method to characterize PEG-asparaginase by flow field-flow fractionation. 35th EORTC-PAMM Winter Meeting Conference book (2014)
Herz, T., John, C., Langer, K., Hempel, G.
