Bioseparation beschreibt die Trennung/Reinigung von Zellen, Zellbestandteilen (Organellen, Proteinen, genetischem Material) und allgemein biologischem Material. Oft besteht der Anspruch auf den möglichst vollständigen Erhalt der biologischen Eigenschaften des getrennten Materials. Ein trägerfreies Trennverfahren ganzer Zellen ist die Sedimentation von Zellgemischen im normalen Schwerefeld. Da unterschiedliche Zelltype unterschiedliche spezifische Dichten besitzen können, sedimentieren sie unterschiedlich schnell – und damit in Schichten. Ein trägergebundenes Verfahren zur Trennung ganzer Zellen kann im einfachen Fall die Trennung von T-Lymphozyten von anderen weißen Blutzellen mittels Quarzwolladhäsion sein. Chromatographische Verfahren wie Gelfiltration, Ionenaustauschchromatographie oder Gelelektrophorese gehören zu den trägergebundenen Trennverfahren. Viele der Verfahren sind nicht einfach oder preiswert vom analytischen in den technischen Maßstab zu skalieren. Eine spätere Verwendung der angereicherten Produkte als Lebensmittel begrenzt zudem die Verwendung von Stoffen, die anschließend aus dem Produkt zu entfernen sind.
Ideale trägerfreie Bioseparationsverfahren verzichten auf den Zusatz von Hilfsstoffen. Kontinuierliche Sedimentationstechniken haben sich in der Milchtechnik bewährt. Es stellt sich die Aufgabe, ein technisches Verfahren zu entwickeln, mit dem die Algenbestandteile Polyhydroxybuttersäure, Protein und Lipid aus frisch geernteten Algen voneinander zu trennen sind. Im Fall der Hauptanteile von Algenproteinen aus Chlorella vulgaris kennt man deren im schwach Sauren liegenden isoelektrischen Punkt. Chromatofocussierung und isoelektrische Fokussierung im Gel sind teuer, nicht für den technischen Maßstab prädestiniert oder bergen die Gefahr unerwünschter Stoffeinträge.
Ein der „Free Flow Elektrophorese“ verwandtes Verfahren wird benötigt, das in den Produktionsmaßstab skalierbar sein sollte.
Das obige Video zeigt das Potenzial eines solchen Verfahrens und zugleich seine Nachteile. Ein sehr ähnliches Verfahren praktiziert das von Bio-Rad entwickelte Rotofor-Verfahren.
Am Ende der Fokussierung lässt sich eine hervorragende Auftrennung der unterschiedlich gefärbten IEF-Markerproteine erkennen. Prinzipbedingt eignet sich dieser technische Ansatz weniger für den kontinuierlichen Betrieb im technischen Maßstab. Die Verwendung von Ampholyten ist als Kosten- wie potenzieller Risikofaktor nicht zu unterschätzen. Leider wurde die Rotofor-Technologie abgekündigt.
Voraussetzung für die Implementation einer elektrophoretischen Trennung von Biomolekülen und Zellen ist die Anwendung hochgespannter, elektrischer Felder. Biologie trifft auf Elektrotechnik. Die elektrische Feldstärke ist geeignet zu dimensionieren und zu prüfen. Spannungen jenseits der 1000V sind sicher zu handhaben. Trägerfreie Bioseparation empfiehlt sich also als hochspannende Technik. Da verstaubt selbst Edgar Wallace im Bücherschrank.