Hielscher تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

إنتاج التركيب البيولوجي للحليب البشري Oligosaccharides

إن التركيب الحيوي لحليب الأم القلة القلويات (HMOs) عن طريق التخمير أو التفاعلات الأنزيمية هو عملية معقدة ومستهلكة ومنخفضة الغلة في كثير من الأحيان. Ultrasonication يزيد من نقل الشامل بين الركيزة وخلايا مصانع اقس يحفز نمو الخلايا والتمثيل الغذائي. وبالتالي، sonication يكثف عمليات التخمير والبيولوجية الكيميائية مما أدى إلى إنتاج المتسارع وأكثر كفاءة من HMOs.

حليب الإنسان أولغوساكاريدس

حليب الإنسان oligosaccharides (HMOs)، المعروف أيضا باسم الجليكان الحليب البشري، هي جزيئات السكر، التي هي جزء من مجموعة oligosaccharides. وتشمل الأمثلة البارزة للمنظمات غير الحكومية 2'fucosyllactose (2′-FL), لاكتو-N-neotetraose (LNnT), 3'-galactosyllactose (3′-GL) ، وديفوكوسيلاكت (DFL).
في حين يتم تجميع حليب الثدي البشري من أكثر من مختلف 150 هياكل HMO، فقط 2′-fucosyllactose (2′-FL) وlacto-N-neotetraose (LNnT) تنتج حاليا على المستوى التجاري وتستخدم كمضافات غذائية في حليب الأطفال.
حليب الإنسان oligosaccharides (HMOs) معروفة لأهميتها في تغذية الأطفال. حليب الأم oligosaccharides هي نوع فريد من المواد الغذائية، والتي تعمل كما البريبايوتكس، المضادة لللصق مضادات الميكروبات، والموناترولات ضمن الأمعاء الرضع، وتسهم بشكل كبير في نمو الدماغ. توجد الـ HMOs حصرياً في حليب الثدي البشري؛ حليب الثدييات الأخرى (مثل البقر والماعز والأغنام والجمال وغيرها) ليس لديها هذه الشكل المحدد من oligosaccharides.
حليب الإنسان oligosaccharides هي ثالث أكثر العناصر الصلبة وفرة في حليب الإنسان، والتي يمكن أن تكون موجودة إما في شكل مذاب أو مستحلب أو معلقة في الماء. اللاكتوز والأحماض الدهنية هي المواد الصلبة الأكثر وفرة الموجودة في حليب الإنسان. HMOs موجودة بتركيز 0.35-0.88 أوقية (9.9-24.9 ز)/ L. يعرف ما يقرب من 200 حليب بشري مختلف هيكليا oligosaccharides. المهيمنة oligosaccharide في 80 ٪ من جميع النساء هو 2′-fucosyllactose، الذي هو موجود في حليب الثدي البشري بتركيز حوالي 2.5 غرام / لتر.
وبما أن منظمات المسنين غير هضم، فإنها لا تسهم بشكل حرارية في التغذية. كونها الكربوهيدرات غير القابلة للهضم، أنها تعمل كما prebiotics ويتم المخمرة بشكل انتقائي من قبل البكتيريا الأمعاء المرغوب فيها، وخاصة bifidobacteria.

الفوائد الصحية لحليب الإنسان Oligosaccharides (HMOs)

  • تعزيز نمو الرضع
  • هامّة لتطوّر الدماغ
  • لديه مضاد للالتهابات و
  • تأثيرات مضادة لللصق في الجهاز الهضمي
  • يدعم الجهاز المناعي في البالغين
Ultrasonication and the use of ultrasonic bioreactors (sono-bioreactors) are highly effective to promote mass transfer between substrate and living cells used as cell factories

ال معالج بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT يزيد النقل الجماعي وينشط مصانع الخلايا للحصول على غلة أعلى من الجزيئات البيولوجية ذات التركيب الحيوي مثل HMOs

طلب معلومات





التركيب الحيوي للحليب البشري Oligosaccharides

مصانع الخلايا ونظم انزيمية / انزيمية هي التكنولوجيات الحالية المستخدمة في تركيب HMOs. لإنتاج HMO على النطاق الصناعي، وتخمير مصانع الخلايا الميكروبية، والتوليف البيولوجي الكيميائي، وردود الفعل الأنزيمية المختلفة هي طرق مجدية للإنتاج الحيوي HMO. ولأسباب اقتصادية، فإن التركيب البيولوجي عن طريق مصانع الخلايا الميكروبية هو حالياً الأسلوب الوحيد المستخدم في مستوى الإنتاج الصناعي للمنظمات غير الحكومية.

تخمير HMOs باستخدام مصانع الخلايا الميكروبية

الإشريكية القولونية، Saccharomyces cerevisiae واللاكتوككوس لاكليس هي مصانع الخلايا المستخدمة عادة لإنتاج الحيوي من الجزيئات البيولوجية مثل HMOs. التخمير هو عملية كيميائية حيوية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة لتحويل الركيزة إلى جزيئات بيولوجية مستهدفة. تستخدم مصانع الخلايا الميكروبية السكريات البسيطة كركيزة ، والتي تحولها إلى HMOs. وبما أن السكريات البسيطة (مثل اللاكتوز) هي ركيزة وفيرة ورخيصة ، فإن هذا يحافظ على عملية التوليف الحيوي الفعالة من حيث التكلفة.
يتأثر معدل النمو والتكون البيولوجي بشكل رئيسي بالنقل الجماعي للمغذيات (الركيزة) إلى الكائنات الدقيقة. معدل نقل الشامل هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على توليف المنتج أثناء التخمير. Ultrasonication هو معروف جيدا لتعزيز نقل الشامل.
أثناء التخمير، يجب مراقبة الظروف في مفاعل حيوي باستمرار وتنظيمها بحيث يمكن للخلايا أن تنمو في أسرع وقت ممكن من أجل إنتاج الجزيئات الحيوية المستهدفة (مثل oligosaccharides مثل HMOs؛ الأنسولين؛ البروتينات المؤتلفة). نظرياً، يبدأ تكوين المنتج بمجرد أن تبدأ ثقافة الخلية في النمو. ولكن خصوصا في الخلايا المعدلة وراثيا مثل الكائنات الحية الدقيقة المهندسة يتم عادة في وقت لاحق الناجم عن إضافة مادة كيميائية إلى الركيزة، مما يزيد من تنظيم التعبير عن الجزيئات الحيوية المستهدفة. يمكن التحكم بدقة في المفاعلات الحيوية بالموجات فوق الصوتية (sono-bioreactor) والسماح للتحفيز المحدد للميكروبات. وهذا يؤدي إلى عملية تحلل بيولوجية متسارعة وغلات أعلى.
التحلل بالموجات فوق الصوتية والاستخراج: قد يكون التخمير من HMOs المعقدة محدودة من قبل التخمير المنخفض والمنتجات المتبقية داخل الخلايا. يستخدم التحلل بالموجات فوق الصوتية واستخراج لإطلاق المواد داخل الخلايا قبل تنقية أسفل العمليات.

التخمير الذي تم الترويج له بالموجات فوق الصوتية

يمكن تسريع معدل نمو الميكروبات مثل Escherichia coli ، E.coli ، Saccharomyces cerevisiae وLactococcus lactis عن طريق زيادة معدل النقل الجماعي ونفاذية جدار الخلية عن طريق تطبيق ultrasonication منخفض التردد الخاضع للرقابة. كما خفيفة، وتقنية المعالجة غير الحرارية، ultrasonication ينطبق القوى الميكانيكية البحتة في مرق التخمير.
التجويف الصوتي: يستند مبدأ عمل صوتنة على التجويف الصوتي. المسبار بالموجات فوق الصوتية (سونوترودي) الأزواج الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد د موجات في المتوسطة. الموجات فوق الصوتية السفر من خلال السائل خلق بالتناوب الضغط العالي (ضغط) / الضغط المنخفض (rarefaction) دورات. عن طريق ضغط وتمتد السائل في دورات بالتناوب، تنشأ فقاعات فراغ دقيقة. هذه الفقاعات فراغ صغيرة تنمو على مدى عدة دورات حتى تصل إلى حجم حيث أنها لا تستطيع استيعاب أي مزيد من الطاقة. عند هذه النقطة من النمو الأقصى ، تنهار فقاعة الفراغ بعنف وتولد ظروفًا قاسية محليًا ، تعرف باسم ظاهرة التجويف. في التجويف "بقعة ساخنة" ، يمكن ملاحظة ارتفاع درجات الحرارة ودرجات الحرارة وقوى القص المكثفة مع طائرات سائلة تصل إلى 280m /sec. من خلال هذه الآثار التجويف ، يتم تحقيق نقل شامل الشامل وsوى sonoporation (إنثقاب جدران الخلايا وأغشية الخلايا). يتم طرح العناصر الغذائية للركيزة إلى وإلى الخلايا الحية بأكملها ، بحيث يتم تغذية مصانع الخلايا على النحو الأمثل ويتم تسريع النمو وكذلك معدلات التحويل. المفاعلات الحيوية بالموجات فوق الصوتية هي استراتيجية بسيطة، ولكن فعالة للغاية لمعالجة الكتلة الحيوية في عملية التركيب الحيوي وعاء واحد.
ومن المعروف أن تسيطر عليها بدقة، صوتنة خفيفة لتكثيف عمليات التخمير.
صوتنة يحسن "إنتاجية العديد من العمليات الحيوية التي تنطوي على الخلايا الحية عن طريق تعزيز امتصاص الركيزة، وتعزيز الإنتاج أو النمو عن طريق زيادة مسامية الخلية، واحتمال تعزيز الإفراج عن مكونات الخلية." (نافينا وآخرون 2015)
اقرأ المزيد عن التخمير بمساعدة الموجات فوق الصوتية!
مزايا التخمر المكثف بالموجات فوق الصوتية

  • زيادة العائد
  • التخمير المتسارع
  • تحفيز الخلية الخاصة
  • امتصاص الركيزة المحسنة
  • زيادة المسامية الخلية
  • سهلالتشغيل
  • آمنة
  • بسيطة الرجعية المناسب
  • الخطي على نطاق والمتابعة
  • معالجة الدفعية أو InIine
  • بسرعة روي

Naveena وآخرون (2015) وجدت أن التكثيف بالموجات فوق الصوتية يقدم العديد من المزايا أثناء المعالجة الحيوية، بما في ذلك تكاليف التشغيل المنخفضة مقارنة مع خيارات العلاج الأخرى المعززة، وبساطة التشغيل ومتطلبات الطاقة المتواضعة.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

دبابة مع 8kW الموجات فوق الصوتية والمحرض

عالية الأداء مفاعلات التخمير بالموجات فوق الصوتية

وتشمل عمليات التخمير الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا أو الخميرة، والتي تعمل كمصانع الخلايا. بينما يتم تطبيق سونيكيشن لتعزيز نقل الشامل وزيادة نمو الكائنات الحية الدقيقة ومعدل التحويل، فمن الأهمية بمكان للسيطرة على كثافة الموجات فوق الصوتية على وجه التحديد من أجل تجنب تدمير مصانع الخلايا.
Hielscher الفوق صوتيات متخصص في تصميم وتصنيع وتوزيع الموجات فوق الصوتية عالية الأداء، والتي يمكن التحكم فيها رصدها بدقة لضمان عوائد التخمير متفوقة.
تحكم دقيق في معلمات عملية الموجات فوق الصوتية من قبل Hielscher Ultrasonics' برنامج ذكيإن مراقبة العمليات ليست ضرورية فقط لتحقيق غلة عالية وجودة عالية، بل إنها تمكن من تكرار النتائج وإعادة إنتاجها. خاصة عندما يأتي IST لتحفيز مصانع الخلايا، والتكيف الخلية محددة من المعلمات سونيكيشن أمر ضروري لتحقيق غلة عالية ومنع تدهور الخلايا. لذلك، جميع النماذج الرقمية من الموجات فوق الصوتية Hielscher مجهزة مع البرامج الذكية، والتي تسمح لك لضبط، ورصد، ومراجعة المعلمات sonication. معلمات عملية بالموجات فوق الصوتية مثل السعة ودرجة الحرارة والضغط ومدة صوتنة ودورات العمل، ومدخلات الطاقة ضرورية لتعزيز إنتاج HMO عن طريق التخمير.
البرنامج الذكي من Hielscher ultrasonicators السجلات تلقائيا جميع المعلمات العملية الهامة على بطاقة SD المتكاملة. تسجيل البيانات التلقائي لعملية صوتنة هي الأساس لعملية التوحيد القياسي والتكرار / التكرار، والتي هي مطلوبة لممارسات التصنيع الجيدة (GMP).

HIELSCHER الفوق Cascatrode

اووووووووووTm في مفاعل الخلايا تدفق بالموجات فوق الصوتية

بالموجات فوق الصوتية رؤساء الجامعات للتخمير

HIELSCHER الفوق CascatrodeHielscher يقدم المسابير بالموجات فوق الصوتية من مختلف الحجم، وطول وهندسات، والتي يمكن استخدامها لدفعة فضلا عن تدفق المستمر من خلال العلاجات. المفاعلات بالموجات فوق الصوتية، والمعروف أيضا باسم sono-bioreactors، وتتوفر لأي حجم تغطي المعالجة الحيوية بالموجات فوق الصوتية من عينات مختبر صغير إلى مستوى الإنتاج التجريبي والتجاري بالكامل.
ومن المعروف جيدا أن موقع سونوترودي بالموجات فوق الصوتية في وعاء التفاعل يؤثر على توزيع التجويف والتدفق الدقيق داخل المتوسطة. Sonotrode وينبغي اختيار مفاعل بالموجات فوق الصوتية وفقا لحجم معالجة مرق الخلية. بينما يمكن تنفيذ سونيكيشن في دفعة وكذلك في وضع مستمر، لكميات الإنتاج عالية ينصح باستخدام تركيب التدفق المستمر. يمر عبر خلية تدفق الموجات فوق الصوتية، وجميع المتوسطة الخلية يحصل بالضبط نفس التعرض ل sonication ضمان العلاج الأكثر فعالية. Hielscher الفوق صوتيات مجموعة واسعة من المسابير بالموجات فوق الصوتية وتدفق مفاعلات الخلية يسمح لتجميع الإعداد المثالي المعالجة الحيوية بالموجات فوق الصوتية.

HIELSCHER الفوق – من المختبر إلى الطيار إلى الإنتاج

Hielscher الفوق صوتيات يغطي الطيف الكامل من المعدات بالموجات فوق الصوتية التي تقدم المدمجة باليد المهيجين بالموجات فوق الصوتية لإعداد عينة لأعلى مقاعد البدلاء وأنظمة تجريبية، فضلا عن وحدات الموجات فوق الصوتية الصناعية القوية التي تعمل بسهولة حمولة الشاحنة في الساعة. يجري تنوعا ومرنة في تركيب والخيارات المتزايدة، يمكن أن تكون متكاملة بسهولة الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنواع المفاعلات دفعة، تغذية دفعات أو المستمر تدفق من خلال الاجهزة.
الملحقات المختلفة وكذلك أجزاء مخصصة تسمح للتكيف المثالي للإعداد بالموجات فوق الصوتية لمتطلبات العملية الخاصة بك.
بنيت ل 24/7 عملية تحت حمولة كاملة والواجب الثقيل في ظروف صعبة، معالجات الموجات فوق الصوتية Hielscher موثوق بها وتتطلب صيانة منخفضة فقط.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:

دفعة حجم معدل المد و الجزر الأجهزة الموصى بها
1 إلى 500ML 10 إلى 200ML / دقيقة UP100H
10 إلى 2000ML 20 إلى 400ML / دقيقة Uf200 ः ر، UP400St
00.1 إلى 20L 00.2 إلى 4L / دقيقة UIP2000hdT
10 إلى 100L 2 إلى 10L / دقيقة UIP4000hdT
زمالة المدمنين المجهولين 10 إلى 100L / دقيقة UIP16000
زمالة المدمنين المجهولين أكبر مجموعة من UIP16000

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول المعالجات بالموجات فوق الصوتية والتطبيقات والسعر. سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك معك ونقدم لكم نظام الموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك!









يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عاليه الأداء الخالطون بالموجات فوق الصوتية لتشتت ، استحلاب واستخراج الخلايا.

عاليه الطاقة الخالطون بالموجات فوق الصوتية من مختبر إلى طيار و صناعي مقياس.

الأدب / المراجع



حقائق تستحق العلم

التركيب الحيوي باستخدام مصانع الخلية

مصنع الخلايا الميكروبية هو طريقة للهندسة الحيوية ، والتي تستخدم الخلايا الميكروبية كمرفق للإنتاج. من خلال الهندسة الوراثية الميكروبات ، يتم تعديل الحمض النووي للكائنات الدقيقة مثل البكتيريا والخمائر والفطريات والخلايا الثديية ، أو الطحالب وتحويل الميكروبات إلى مصانع الخلايا. وتستخدم مصانع الخلايا لتحويل الركائز إلى جزيئات بيولوجية قيمة، والتي تستخدم على سبيل المثال في الغذاء، والصيدلة، والكيمياء وإنتاج الوقود. استراتيجيات مختلفة من الخلايا القائمة على مصنع التركيب البيولوجي تهدف إلى إنتاج الأيض الأصلية، والتعبير عن مسارات التركيب الحيوي غير المغاير، أو التعبير البروتيني.
مصانع الخلايا يمكن استخدامها إما لتجميع المستقلبات الأصلية، للتعبير عن مسارات غير مغايرة للثنولوجيا الحيوية، أو للتعبير عن البروتينات.

التركيب الحيوي من المستقلبات الأصلية

يتم تعريف الأيضات الأصلية والجزيئات البيولوجية، التي الخلايا المستخدمة في مصنع الخلايا تنتج بشكل طبيعي. مصانع الخلايا تنتج هذه الجزيئات البيولوجية إما داخل الخلايا أو مادة مفرزة. ويفضل هذا الأخير لأنه يسهل فصل وتنقية المركبات المستهدفة. أمثلة على الأيضات الأصلية هي الأحماض الأمينية والنويية والمضادات الحيوية والفيتامينات والإنزيمات والمركبات النشطة بيولوجياً والبروتينات المنتجة من مسارات الخلايا المنشطة.

هيترولوجوس الممرات البيولوجية

عند محاولة إنتاج مركب مثير للاهتمام ، فإن أحد أهم القرارات هو اختيار الإنتاج في المضيف الأصلي ، وتحسين هذا المضيف ، أو نقل المسار إلى مضيف آخر معروف. وإذا كان من الممكن تكييف المضيف الأصلي مع عملية تخمير صناعي، ولم تكن هناك مخاطر متصلة بالصحة في القيام بذلك (مثل إنتاج المنتجات الثانوية السامة)، يمكن أن تكون هذه استراتيجية مفضلة (كما كان الحال على سبيل المثال، بالنسبة للنسلين). ومع ذلك ، في كثير من الحالات الحديثة ، فإن إمكانية استخدام مصنع الخلايا المفضل صناعيًا والعمليات ذات الصلة من خلال المنصة تُثقل صعوبة نقل المسار.

تعبير البروتين

يمكن أن يتحقق التعبير عن البروتينات عن طريق طرق متجانسة وغير هيرولوجية. في التعبير المتجانس ، يتم التعبير عن الجين الموجود بشكل طبيعي في الكائن الحي. من خلال هذا التعبير المفرط ، يمكن إنتاج عائد أعلى من جزيء بيولوجي معين. للتعبير غير المغاير، يتم نقل جين معين إلى خلية مضيفة في أن الجين غير موجود بشكل طبيعي. باستخدام هندسة الخلايا وتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف، يتم إدخال الجين في الحمض النووي للمضيف بحيث تنتج الخلية المضيفة كميات (كبيرة) من البروتين الذي لن ينتجه بشكل طبيعي. يتم التعبير البروتيني في مجموعة متنوعة من المضيفين من البكتيريا، مثل الإشريكية القولونية والعصية الفرعية، الخمائر، على سبيل المثال، لاكتس كليفييروميس، بيتشيا باستوريس، S. cerevisiae، الفطريات الخيطية، على سبيل المثال مثل النيجر A، والخلايا المستمدة من الكائنات الحية متعددة الخلايا مثل الثدييات والحشرات. البروتينات غير العددية ذات أهمية تجارية كبيرة، بما في ذلك من الإنزيمات السائبة، والمستحضرات الصيدلانية الحيوية المعقدة، والتشخيصات والكواشف البحثية. (راجع أ. م. ديفي وآخرون 2017)