Pareto-optimal reversed-phase chromatography separation of three insulin variants with a solubility constraint

↓ Direkt till sidans innehåll
↓ Direkt till sidans sekundära innehåll (sidomenyn)

Sökning: WFRF:(Nilsson Kristian) > (2015-2019) > Pareto-optimal reve...

Arkell, KarolinaLund University,Lunds universitet,Avdelningen för kemiteknik,Institutionen för processteknik och tillämpad biovetenskap,Institutioner vid LTH,Lunds Tekniska Högskola,Division of Chemical Engineering,Department of Process and Life Science Engineering,Departments at LTH,Faculty of Engineering, LTH (författare)

Pareto-optimal reversed-phase chromatography separation of three insulin variants with a solubility constraint

Artikel/kapitelEngelska2018

Förlag, utgivningsår, omfång ...

Elsevier BV,2018

Nummerbeteckningar

LIBRIS-ID:oai:lup.lub.lu.se:ca844fca-b7f3-470f-8460-06e65be809bc
https://lup.lub.lu.se/record/ca844fca-b7f3-470f-8460-06e65be809bcURI
https://doi.org/10.1016/j.chroma.2017.11.065DOI

Kompletterande språkuppgifter

Språk:engelska
Sammanfattning på:engelska

Ingår i deldatabas

SwePubSwePub

Klassifikation

Ämneskategori:art swepub-publicationtype
Ämneskategori:ref swepub-contenttype

Anmärkningar

With the shift of focus of the regulatory bodies, from fixed process conditions towards flexible ones based on process understanding, model-based optimization is becoming an important tool for process development within the biopharmaceutical industry. In this paper, a multi-objective optimization study of separation of three insulin variants by reversed-phase chromatography (RPC) is presented. The decision variables were the load factor, the concentrations of ethanol and KCl in the eluent, and the cut points for the product pooling. In addition to the purity constraints, a solubility constraint on the total insulin concentration was applied. The insulin solubility is a function of the ethanol concentration in the mobile phase, and the main aim was to investigate the effect of this constraint on the maximal productivity.Multi-objective optimization was performed with and without the solubility constraint, and visualized as Pareto fronts, showing the optimal combinations of the two objectives productivity and yield for each case. Comparison of the constrained and unconstrained Pareto fronts showed that the former diverges when the constraint becomes active, because the increase in productivity with decreasing yield is almost halted. Consequently, we suggest the operating point at which the total outlet concentration of insulin reaches the solubility limit as the most suitable one.According to the results from the constrained optimizations, the maximal productivity on the C4 adsorbent (0.41 kg/(m3 column h)) is less than half of that on the C18 adsorbent (0.87 kg/(m3 column h)). This is partly caused by the higher selectivity between the insulin variants on the C18 adsorbent, but the main reason is the difference in how the solubility constraint affects the processes. Since the optimal ethanol concentration for elution on the C18 adsorbent is higher than for the C4 one, the insulin solubility is also higher, allowing a higher pool concentration. An alternative method of finding the suggested operating point was also evaluated, and it was shown to give very satisfactory results for well-mapped Pareto fronts.

Ämnesord och genrebeteckningar

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP Medicinska och farmaceutiska grundvetenskaper Farmaceutiska vetenskaper hsv//swe
MEDICAL AND HEALTH SCIENCES Basic Medicine Pharmaceutical Sciences hsv//eng
Constrained optimization
Dual modulator effect
Insulin
Mechanistic modeling
Pareto front
Reversed-phase chromatography

Biuppslag (personer, institutioner, konferenser, titlar ...)

Knutson, Hans KristianLund University,Lunds universitet,Avdelningen för kemiteknik,Institutionen för processteknik och tillämpad biovetenskap,Institutioner vid LTH,Lunds Tekniska Högskola,Division of Chemical Engineering,Department of Process and Life Science Engineering,Departments at LTH,Faculty of Engineering, LTH(Swepub:lu)chem-hak (författare)
Frederiksen, Søren S.Novo Nordisk A/S (författare)
Breil, Martin P.Novo Nordisk A/S (författare)
Nilsson, BerntLund University,Lunds universitet,Avdelningen för kemiteknik,Institutionen för processteknik och tillämpad biovetenskap,Institutioner vid LTH,Lunds Tekniska Högskola,Division of Chemical Engineering,Department of Process and Life Science Engineering,Departments at LTH,Faculty of Engineering, LTH(Swepub:lu)kat-bni (författare)
Avdelningen för kemiteknikInstitutionen för processteknik och tillämpad biovetenskap (creator_code:org_t)

Sammanhörande titlar

Ingår i:Journal of Chromatography A: Elsevier BV1532, s. 98-1040021-9673

Internetlänk

Hitta via bibliotek

Journal of Chromatography A (Sök värdpublikationen i LIBRIS)

Till lärosätets databas

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...: Arkell, Karolina; Knutson, Hans Kr ...; Frederiksen, Sør ...; Breil, Martin P.; Nilsson, Bernt

Om ämnet

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP: MEDICIN OCH HÄLS ...; och Medicinska och f ...; och Farmaceutiska ve ...

Artiklar i publikationen: Journal of Chrom ...

Av lärosätet: Lunds universitet

Sök utanför SwePub

Sök vidare i:: Google; Google Book Search; Google Scholar

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

LIBRIS.kb.se