De vraag naar ‘pure’ biochemicaliën is groot, vooral vanuit de farmaceutische sector. De technologie voor de scheiding van biologische producten is echter nog niet zover als in de chemische technologie. Meritxell Martínez i Aragón heeft dit met haar onderzoek een stapje hoger getild. Ze bekeek hoe je scheidingstechnologieën, die ontwikkeld zijn in de chemische technologie, in kunt zetten in de biochemie.

In het bijzonder richtte Meritxell zich op het eiwit Immunoglobulin G (IgG).De keuze viel op dit eiwit, omdat IgG een belangrijk antilichaam is bij de afweer tegen bacteriën en virussen. Antilichamen zijn eiwitten die in het bloed worden gemaakt. Het zijn belangrijke elementen in medicijnen tegen ziektes als kanker.

De zuivering van IgG is erg complex. Met de huidige productietechnieken houd je nog veel verontreinigende stoffen. De Spaanse onderzocht hoe je zuivere eiwitten kunt krijgen door vloeistof-vloeistof-extractie. Dit houdt in dat je twee niet of slecht mengbare vloeistoffen met elkaar schudt. Bepaalde stoffen in de vloeistoffen (zoals eiwitten) verdelen zich op basis van ‘voorkeur’.

IgG kan op verschillende manieren reageren met de vloeistoffen en Meritxell onderzocht er drie.

Schuim
De eerste manier is de ‘omgekeerde micelle attractie’. Je isoleert het eiwit dan als het ware met heel veel deeltjes die op dat eiwit afkomen. “Vergelijk het met een soort van schuim dat als een bol om je eiwit gaat zitten”, licht de onderzoekster toe. De buitenkant van het ‘schuim’ trekt het eiwit als het ware naar de andere vloeistof - waar het normaal niet in zou gaan zitten vanwege zijn ‘chemische’ voorkeur -, weg van de vervuiling. De binnenkant is goed voor het eiwit en beschermt. Het lastige hieraan is dat je het ‘omhulsel’ weer moet zien te verwijderen.

Doelgericht
De tweede manier is ‘reactieve extractie’. Daarbij doe je stofjes (calix[6]arenes) in de vloeistof waar IgG niet inzit. Die stofjes trekken het eiwit als magneetjes naar het oppervlak en naar de organische vloeistof toe. “Hierbij krijg je minder andere deeltjes mee dan bij de eerste manier. De calix[6]arenes gaan doelgerichter op het eiwit af.”

De derde manier is volgens Meritxell de beste. Het gaat om zoeheten ‘affiniteits extractie’. De deeltjes gaan hierbij nog gerichter een reactie aan met het eiwit dat je wilt en relatief het minst met andere deeltjes. Het nadeel is volgens de onderzoekster dat hoe beter de methode, hoe ingewikkelder het proces.

Deze drie manieren zijn al gangbaar in de chemische wereld. Meritxell: “Ik stond er zelf ook wel van te kijken dat dit nog niet binnen de biochemie is gedaan. Maar ik weet dat die wereld redelijk conservatief is. Daarbij komt dat eiwitten fragiel zijn. De angst bestaat dat het levend materiaal te veel beschadigd raakt.”

Basis
Meritxell verwacht niet dat biochemische bedrijven de vloeistof-vloeistof-extractie snel zullen toepassen. “Met mijn proefschrift heb ik een goede basis gelegd. Maar er wordt ook nog gekeken of andere methoden beter zijn om pure eiwitten te verkrijgen.” Dit wordt onder meer gedaan bij het Europese project Advanced Interactive Materials by Design. Het doel van dit project is verbeteringen te vinden voor biochemische productietechnologieën. De nadruk ligt op de farmaceutische wereld. Het onderzoek van Meritxell maakt hier deel van uit.

Op de TU/e werkt een onderzoeksgroep van de faculteit Scheikundige Technologie bovendien aan processen waarbij scheiding heel lastig is.

De Spaanse is tevreden over het resultaat van vier jaar noeste arbeid. “Je werkt er zo lang dag in dag uit aan. Af en toe heb je het gevoel dat je alleen op de wereld bent. Maar als je het dan klaar is en resultaat hebt bereikt…” Voorlopig blijft ze nog in Nederland. Ze heeft sinds kort een baan bij Shell. /.