Hajelscher ultrazvuk tehnologije

Biosynthetic Production of Human Milk Oligosaccharides

Biosinteza ljudskog mlijeka oligosacčarida (HMOs) putem fermentacije ili enmatskih reakcija je kompleksan, konzumirao i često nizak proces. Ultrasonicacija povećava masivni prijenos između podloge i fabrika ćelija stimulira rast ćelija i metabolizam. Stoga, sonicacija pojačava fermentaciju i bio-hemijski proces koji rezultira ubrzanom i efikasnijom proizvodnjom HMOs-a.

Ljudsko mlijeko Oligosaccharides

Ljudsko mlijeko oligosaccharides (HMOs), također poznato kao ljudski Gili, su molekule šećera, koje su dio oligosaccharides grupe. Istaknuti primjeri HMOs-a uključuju 2 ' fucosyllaktozu (2′-FL), lacto-N-neoteose (LNnT), 3 '-galaktosyllaktozu (broj 3)′-GL), i difucosyllaktozu (DFL).
Dok je ljudsko Majčino mlijeko sastavljeno od više od različitih 150 HMO struktura, samo 2 ′-fucosyllaktoše (2 ′-Fi) i lacto-N-neotesose (LNnT) trenutno su proizvedene na komercijalnom nivou i koriste se kao nutricioni dodatak u bebi formule.
Ljudsko mlijeko oligosaccharides (HMOs) poznato je po svom značaju u prehrani bebe. Ljudsko mlijeko oligosacharide je jedinstvena vrsta hranjivih tvari, koji djeluju kao prebiotics, anti-adhezivni antimikrobials, i imunomodulatori unutar dječije utrobe i doprinose značajno na razvoj mozga. HMOs se nalazi isključivo u ljudskom mlijeku. drugi mammalian muze (npr. krava, koza, ovca, Kamila itd.) nema ove specifične forme oligosacčarida.
Ljudsko mlijeko oligosacharide je treća najsolidna komponenta u ljudskom mlijeku, koja može biti prisutna ili u rastvorenom ili je izmučena ili obustavljena u vodu. Laktoza i masnu kiselinu su najukušniji solidi nađeni u ljudskom mlijeku. HMOs su prisutni u koncentraciji od 0.35 – 0.88 unci (9.9 – 24.9 g)/L. približno 200 strukturno različitih ljudskih mlijeka oligosacharida su poznate. Dominantni oligosaccharid u 80% od svih žena je 2′-fucosyllaktozu, koja je prisutna u ljudskom majčinjskom mlijeku, u koncentraciji približno 2,5 g/L.
Pošto nisu probavljene, ne žele da doprinesu prehrani. Pošto su neprilagoda ugljikohidrata, oni funkcioniraju kao prebiotics i selektivno su premazani poželjnim mikroflorom, posebno bifidobakterijama.

Zdravstveno osiguranje ljudskog mlijeka Oligosaccharida (HMOs)

  • promovisanje razvoja novorođenčadi
  • su važni za razvoj mozga
  • Ima anti-zapaljive i
  • anti-lepljivi efekti u gastro-crijevnom traktu
  • podržava imuni sistem odraslih.
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

u Ultrazvučni procesor UIP2000hdT povećava masovni transfer i aktivira ćelije za veće prinove biosintetizovnih bioloških molekula kao što su HMOs

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Biosinteza ljudskog mlijeka Oligosaccharides

Fabrike ćelija i enmatski/hemomatski sistemi su trenutne tehnologije koje se koriste za sintezu HMOs-a. Za proizvodnju HMO-a na industrijskoj Skali, fermentacija mikrobiološkog ćelija, bio-kemijska sinteza, te različite enmatske reakcije su izvodljivi načini za bioproizvodnju HMO. Zbog ekonomskih razloga, bio-sinteza putem mikrobijskih ćelija je trenutno jedina tehnika korištena na nivou industrijske proizvodnje HMOs-a.

Fermentiranje HMOs-a koristeći mikrobiološki ćelije

E. coli, Sacharomyces Cerevisiae i Lactococcus lactis su najčešće korištene fabrike ćelija korištene za bioproizvodnju bioloških molekula poput HMOs-a. Fermentacija je biohemijski proces koji koristi mikro-organizme da pretvori podloge u ciljane biološke molekule. Mikrobiološki fabrikama koriste jednostavne kocke šećera kao substrate, koje pretvaraju u HMOs. Od jednostavnog šećera (npr. lactoše) su obilne, jeftine substrate, ovo održava bio-sintetezni proces.
Stopa rasta i biokonverzije uglavnom su pod utjecajem masovnog prijenosa hranljivih tvari (substrate) na mikroorganizme. Stopa masovnog prijenosa je glavni faktor koji utiče na sintezu proizvoda tokom fermentacije. Ultrasonicacija je dobro poznata po promoviranju masovnog prijenosa.
During fermentation, the conditions in the bioreactor must be constantly monitored and regulated so that the cells can grow as quickly as possible in order to then produce the targeted biomolecules (e.g. oligosaccharides such as HMOs; insulin; recombinant proteins). Theoretically, the product formation starts as soon as the cell culture begins to grow. However especially in genetically modified cells such as engineered microorganisms it is usually induced later by adding a chemical substance to the substrate, which upregulates the expression of the targeted biomolecule. Ultrasonic bioreactors (sono-bioreactor) can be precisely controlled and allow for the specific stimulation of microbes. This results in an accelerated biosynthesis and higher yields.
Ultrasonic lysis and extraction: Fermentation of complex HMOs might be limited by low fermentation titers and products remaining intracellular. Ultrasonic lysis and extraction is used to release intracellular material before purification and down-stream processes.

Ultrasonično unapređenje fermentacije

The growth rate of microbes such as Escherichia coli, engineered E.coli, Saccharomyces cerevisiae and Lactococcus lactis can be accelerated by increasing the mass transfer rate and cell wall permeability by applying controlled low-frequency ultrasonication. As a mild, non-thermal processing technique, ultrasonication applies purely mechanical forces into the fermentation broth.
Acoustic Cavitation: The working principle of sonication is based on acoustic cavitation. The ultrasonic probe (sonotrode) couples low-frequency ultrasound d waves into the medium. The ultrasound waves travel through the liquid creating alternating high-pressure (compression) / low-pressure (rarefaction) cycles. By compressing and stretching the liquid in alternating cycles, minute vacuum bubbles arise. These small vacuum bubbles grow over several cycles until they reach a size where they cannot absorb any further energy. At this point of maximum growth, the vacuum bubble implodes violently and generates locally extreme conditions, known as the phenomenon of cavitation. In the cavitational “hot-spot”, high pressure and temperature differentials and intense shear forces with liquid jets of up to 280m/sec can be observed. By these cavitational effects, thorough mass transfer and sonoporation (the perforation of cell walls and cell membranes) is achieved. The nutrients of the substrate are floated to and into the living whole cells, so that the cell factories are optimally nourished and growth as well as conversion rates are accelerated. Ultrasonic bioreactors are a simple, yet highly effective strategy to process biomass in a one-pot biosynthesis process.
Precizno kontrolisano, blaga sonicacija je dobro poznato za intenziviranje fermentacija procesa.
Sonicacija poboljšava "produktivnost mnogih bioprosta koje uključuju žive ćelije putem poboljšanja podloge, poboljšane proizvodnje i rasta povećanjem obima ćelija i potencijalno poboljšano puštanje dijelova ćelija." (Naveena Et Al. 2015)
Read more about ultrasonically-assisted fermentation!
Prednosti Ultrasonično Intenziviranog fermentacije

  • povećan prinos
  • Ubrzani fermentacija
  • Specifične stimulacije
  • Poboljšani Substrate
  • Povećana porna ćelija
  • lako-operirati
  • siguran
  • Jednostavna retro-odgovarajuća
  • linearna skala-up
  • Serija ili obrada Inine
  • brzi RoI

Naveena Et Al. (2015) utvrđeno je da ultrasonični intenziviranje pruža nekoliko prednosti tokom bioprocesinga, uključujući i niske operativne troškove u odnosu na druge opcije liječenja, jednostavnost operacije i skromne zahtjeve vlasti.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Rezervoar sa 8kW ultrasonijatatora i agitatora

Visokoperformansi Ultrasonične fermentacije reaktora

Fermentirati procesi uključuju žive mikroorganizme poput bakterija ili kvasac, koji funkcioniraju kao fabrike ćelija. Dok se sonicacija primjenjuju na promoviranje masovnog prijenosa i povećanja obima i konverzije mikroorganizma, od presudne je važnosti kontrolirati ultrazvučni intenzitet kako bi izbjegli uništavanje fabrika ćelija.
"Hajelscher Ultrasonics" je specijalista za dizajn, proizvodnju i distribuiranje visokouspješnih ultrasoničara, koji mogu biti precizno kontrolisani i nadgledani kako bi se osigurao superiorni prinmenovi.
Preciznu kontrolu nad Ultrasonične procesima Hielscher Ultrazvuna' inteligentni softverKontrola postupka nije bitna samo za visoke i superiorne kvalitete, nego omogućava ponavljanje i reprodukciju rezultata. Posebno kad je u pitanju stimulacija fabrika ćelija, specifična Adaptacija na parametre sonicacije je od osnovne važnosti za postizanje visokih prinova i sprječavanja degradacije ćelija. Stoga, svi digitalni modeli Hielscher ultrasonatori su opremljeni inteligentnim softverom, što vam omogućava da se prilagodite, nadgledajte i obnovili parametre sonicacije. Ultrazvučni procesi procesa kao što je amplituda, temperatura, pritisak, trajanje sonicacije, obaveze na dužnosti i energetski unos su od osnovne važnosti za promociju proizvodnje HMO-a putem fermentacije.
Pametni softver Hielscher ultrasonicara snima automatski sve bitne parametre procesa na integralnom SD-kartici. Automatska snimka procesa sonicacije je temelj procesa standardizacije i reprodukacije, koji su neophodne za dobru proizvodnju prakse (GMP).

Hielscher Ultrasonics Cascatjahao

cascatjahaoTm u ultrasonični protok ćelijski reaktor

Ultrasonični rektori za fermentaciju

Hielscher Ultrasonics CascatjahaoHielscher offers ultrasonic probes of various size, length and geometries, which can be used for batch as well as continuous flow-through treatments. Ultrasonic reactors, also known as sono-bioreactors, are available for any volume covering the ultrasonic bioprocessing from small lab samples to pilot and fully-commercial production level.
Poznato je da je lokacija Ultrasonične sonotjahala u Reakcionom vozilu utjecanja na distribuciju i mikro-protoka unutar medija. Sonotjahao i ultrasonični reaktor trebali bi biti izabrani u skladu sa jačom jačine supe od ćelija. Dok se sonicacija može izvršiti u grupi, kao i u kontinuiranom načinu rada, za velike proizvodne količine se preporučuje upotreba kontinuiranog protoka instalacije. Prolazeći kroz ultrasonični protok ćelija, svi srednji u ćeliji dobijaju potpuno istu izloženost sonicaciji osiguravanju najefikasniji tretman. Široki niz Ultrasonične sonde i ćelijski reaktori omogućuju da se sakupimo idealna ultrazvučna bioprosonska postavka.

Hielscher Ultrazvuk – Iz laboratorije u proizvodnju

"Hajelscher Ultrasonics" pokriva pun spektar Ultrasonične opreme koja nudi ručno održavane Ultrasonične homogenere za uzorke pripreme za klupe i pilote sisteme kao i moćne industrijske ultrazvučne jedinice koje lako procesuira kamion na sat. Biti svestran i fleksibilan u instalaciji i rastućim opcijama, Hielscher ultrasonatori se mogu lako integrirati u razne serije, hranljive i neprekidnih protoka-kroz setups.
Različiti dodaci, kao i prilagođeni dijelovi omogućuju idealnoj adaptaciji vaše Ultrasonične instalacije na zahtjeve vašeg procesa.
Sagrađen za 24/7 operaciju pod punom teretom i teškom dužnošću u zahtevnim uslovima, Hielscher ultrazvučni procesori zahtijevaju samo niske održavanje.
Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:

Batch Volumen protok Preporučeni uređaji
1 do 500ml 10 do 200ml / min UP100H
10 do 2000mL 20 do 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 do 100L / min UIP16000
N / A. veći klaster UIP16000

Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Traži više informacija

Molimo koristite formular ispod da Zatražit dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Biće nam drago da diskutujemo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrazvučni sistem.









Molim vas, obratite se našem Politika privatnosti.


Heelscher Ultrasonics proizvodi visokokvalitetne Ultrasonične homogenizere za raspršavanje, emulsifikaciju i izvlačenje ćelija.

Visoko napajanje ultrasonični homogenizeri iz laboratorija u Pilot i Industrijski razmjera.

Književnost/reference



Činjenice vredi znati

Biosynthesis using Cell Factories

A microbial cell factory is a method of bioengineering, which utilizes microbial cells as a production facility. By genetically engineering microbes, the DNA of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi, mammalian cells, or algae is modified turning microbes into cell factories. Cell factories are used to convert substrates into valuable biological molecules, which are used e.g. in food, pharma, chemistry and fuel production. Different strategies of cell factory-based biosynthesis aim at the production of native metabolites, expression of heterologous biosynthetic pathways, or protein expression.
Cell factories can be used to either synthesize native metabolites, to express heterologous biosynthetic pathways, or to express proteins.

Biosynthesis of native metabolites

Native metabolites are defined as biological molecules, which the cells used as cell factory produce naturally. Cell factories produce these biological molecules either intracellularly or a secreted substance. The latter is preferred since it facilitates the separation and purification of the targeted compounds. Examples for native metabolites are amino and nucleic acids, antibiotics, vitamins, enzymes, bioactive compounds, and proteins produced from anabolic pathways of cell.

Heterologus Biosynthetic Pathways

When trying to produce an interesting compound, one of the most important decisions is the choice of production in the native host, and optimize this host, or transfer of the pathway to another well-known host. If the original host can be adapted to an industrial fermentation process, and there are no health-related risks in doing so (e.g., production of toxic by-products), this can be a preferred strategy (as was the case e.g., for penicillin). However, in many modern cases, the potential of using an industrially preferred cell factory and related platform processes out-weighs the difficulty of transferring the pathway.

Protein Expression

The expression of proteins can be achieved via homologous and heterologous ways. In homologous expression, a gene that is naturally present in an organism is over-expressed. Through this over-expression, a higher yield of a certain biological molecule can be produced. For heterologous expression, a specific gene is transferred into a host cell in that the gene is not present naturally. Using cell engineering and recombinant DNA technology, the gene is inserted into the host’s DNA so that the host cell produces (large) amounts of a protein that it would not produce naturally. Protein expression is done in a variety of hosts from bacteria, e.g. E. coli and Bacillis subtilis, yeasts, e.g., Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, filamentous fungi, e.g. as A. niger, and cells derived from multicellular organisms such as mammals and insects. Innummerous proteins are of great commercial interest, including from bulk enzymes, complex bio-pharmaceuticals, diagnostics and research reagents. (cf. A.M. Davy et al. 2017)