ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં જૈવઇજનેરીથી વિકસાવેલા કોષોનું અલ્ટ્રાસોનિક લયન
અણુઓની અભિવ્યક્તિ માટે જૈવપ્રૌદ્યોગિકીમાં E. coli જેવી જૈવઇજનેરીથી વિકસાવેલી બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓ તેમજ આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સસ્તન પ્રાણીઓ અને વનસ્પતિઓના કોષપ્રકારોનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. આ સંશ્લેષિત જૈવઅણુઓને મુક્ત કરવા માટે વિશ્વસનીય કોષ વિઘટન તકનીક જરૂરી છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું અલ્ટ્રાસોનિકેશન કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય કોષ લયન માટેની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે – તેને વધુ માત્રામાં સામગ્રીનું પ્રક્રિયાકરણ કરવા માટે સરળતાથી વિસ્તારી શકાય છે. ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા જૈવઅણુઓનું મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન કરવા માટે Hielscher Ultrasonics તમને અસરકારક કોષ લયન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો પ્રદાન કરે છે.
કોષ કારખાનાઓમાંથી અણુઓનું નિષ્કર્ષણ
વિવિધ પ્રકારના જૈવઅણુઓના ઉત્પાદન માટે, ઇજનેરીથી વિકસાવેલા વિવિધ સૂક્ષ્મજીવો અને વનસ્પતિ કોષોનો સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાઓ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, જેમાં અન્ય ઘણાં ઉપરાંત Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Streptomyces, Corynebacterium glutamicum, Lactococcus lacti, Cyanobacteria, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, Yarrowia lipolytica, Nicotiana benthamiana અને શેવાળનો સમાવેશ થાય છે. આ કોષ કારખાનાઓ પ્રોટીન, લિપિડ, જૈવરાસાયણિક પદાર્થો, પોલિમર, જૈવઇંધણ અને તેલ આધારિત રસાયણોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, જેનો ઉપયોગ ખોરાક તરીકે અથવા ઔદ્યોગિક ઉપયોગો માટે કાચા માલ તરીકે થાય છે. કોષ કારખાનાઓ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા કોષોનું બંધ બાયોરિએક્ટરોમાં સંવર્ધન કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને વિશિષ્ટતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે અને તેમની ઊર્જાની જરૂરિયાત ઓછી રહી શકે છે.
જૈવઇજનેરીથી વિકસાવેલા કોષ સંવર્ધનોમાંથી લક્ષિત અણુઓને અલગ કરવા માટે કોષોનું વિઘટન કરવું જરૂરી છે, જેથી અંતઃકોષીય પદાર્થ મુક્ત થાય. કોષ વિઘટન અને સંયોજનોને મુક્ત કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકો અત્યંત વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ તકનીક તરીકે સુસ્થાપિત છે.
અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકો, જેમ કે UIP2000hdT , સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાઓમાંથી સંયોજનો અલગ કરવા માટે વપરાય છે.
સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાઓ ચયાપચય ઇજનેરીથી વિકસાવેલા કોષો છે, જેનો ઉપયોગ વિવિધ મૂલ્યવાન સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટન એ કોષના આંતરિક ભાગમાંથી મૂલ્યવાન સંયોજનોને મુક્ત કરવાની કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય પદ્ધતિ છે.
અભ્યાસ અને આલેખ: ©Villaverde, 2010.
અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકોના ફાયદા
બિનતાપીય, સૌમ્ય છતાં અત્યંત કાર્યક્ષમ તકનીક તરીકે, અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટકોનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળા અને ઉદ્યોગમાં કોષોનું લયન કરવા અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા અર્ક મેળવવા માટે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે કોષ કારખાનાઓમાંથી અણુઓને અલગ કરવા માટે.
- અત્યંત કાર્યક્ષમ
- બિનતાપીય, તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ પદાર્થો માટે આદર્શ
- વિશ્વસનીય, પુનરાવર્તિત કરી શકાય તેવાં પરિણામો
- પ્રક્રિયાકરણનું ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રણ
- વધુ માત્રામાં સામગ્રીનું પ્રક્રિયાકરણ કરવા માટે રેખીય રીતે વિસ્તારી શકાય છે
- ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન ક્ષમતાઓ માટે ઉપલબ્ધ
સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાઓના કાર્યક્ષમ વિઘટન માટે પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ
અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકોની કાર્યપદ્ધતિ અને અસરો:
અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટનમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોની શક્તિનો ઉપયોગ થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર / કોષ વિઘટક ટાઇટેનિયમ મિશ્રધાતુમાંથી બનેલા પ્રોબથી (જેને સોનોટ્રોડ પણ કહે છે) સજ્જ હોય છે, જે આશરે 20 kHz ની ઊંચી આવૃત્તિએ દોલન કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ સોનિકેશન કરવામાં આવતા પ્રવાહીમાં પ્રતિ સેકન્ડ 20,000 કંપનો સંચારિત કરે છે. પ્રવાહીમાં સંચારિત થતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોમાં એકાંતરે આવતા ઉચ્ચ દબાણ / નિમ્ન દબાણનાં ચક્રો હોય છે. નિમ્ન દબાણના ચક્ર દરમિયાન પ્રવાહી વિસ્તરે છે અને સૂક્ષ્મ નિર્વાત પરપોટા ઉદ્ભવે છે. આ અતિ નાના પરપોટા એકાંતરે આવતા દબાણનાં અનેક ચક્રો દરમિયાન વધતા રહે છે, જ્યાં સુધી તેઓ વધુ ઊર્જા શોષી શકતા નથી. આ સમયે, કેવિટેશન પરપોટા પ્રચંડ રીતે અંદરની તરફ ધસી પડીને ફૂટે છે અને સ્થાનિક સ્તરે અસાધારણ ઊર્જાઘનતા ધરાવતું વાતાવરણ સર્જે છે. આ ઘટનાને ધ્વનિક કેવિટેશન કહે છે અને તેમાં સ્થાનિક સ્તરે અત્યંત ઊંચું તાપમાન, અત્યંત ઊંચું દબાણ અને કર્તન બળો ઉત્પન્ન થાય છે. આ કર્તન પ્રતિબળો કોષભિત્તિઓને કાર્યક્ષમ રીતે તોડે છે અને કોષના આંતરિક ભાગ તથા આસપાસના દ્રાવક વચ્ચે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારે છે. સંપૂર્ણપણે યાંત્રિક તકનીક તરીકે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉત્પન્ન થતાં કર્તન બળોનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે અને બેક્ટેરિયાના કોષ વિઘટન તેમજ પ્રોટીનના અલગીકરણ માટે આ ભલામણ કરાતી પ્રક્રિયા છે. કોષ વિઘટનની સરળ અને ઝડપી પદ્ધતિ તરીકે, સોનિકેશન નાના, મધ્યમ અને મોટા આયતનવાળા નમૂનાઓમાંથી અલગીકરણ માટે આદર્શ છે. Hielscher ના ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિકેટરો સોનિકેશનના ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રણ માટે સેટિંગ્સના સુસ્પષ્ટ મેનૂથી સજ્જ હોય છે. સોનિકેશનનો તમામ ડેટા ઉપકરણમાં જ સમાવિષ્ટ SD-card પર આપમેળે સંગ્રહિત થાય છે અને સરળતાથી મેળવી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટન પ્રક્રિયા દરમિયાન બાહ્ય શીતન, પલ્સ મોડમાં સોનિકેશન વગેરે જેવા ઉષ્મા દૂર કરવાના અદ્યતન વિકલ્પો પ્રક્રિયાનું આદર્શ તાપમાન જાળવવાનું અને તેના દ્વારા નિષ્કર્ષિત ઉષ્માસંવેદનશીલ સંયોજનોની અખંડિતતા સુનિશ્ચિત કરે છે.
સંશોધન અલ્ટ્રાસોનિક કોષવિઘટન અને નિષ્કર્ષણની ખૂબીઓને સમર્થન આપે છે
પ્રો. Chemat અને સહલેખકો (2017) તેમના અભ્યાસમાં સારાંશ આપતાં જણાવે છે કે “અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતું નિષ્કર્ષણ ખાદ્ય અને કુદરતી ઉત્પાદનો માટેની પરંપરાગત તકનીકોનો પર્યાવરણને અનુકૂળ અને આર્થિક રીતે વ્યવહારુ વિકલ્પ છે. તેના મુખ્ય લાભોમાં નિષ્કર્ષણ અને પ્રક્રિયાના સમયમાં, વપરાતી ઊર્જા અને દ્રાવકોના જથ્થામાં, એકમ સંચાલનોમાં અને CO2 ના ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો સામેલ છે.”
Gabig-Ciminska અને સહલેખકો (2014)એ તેમના અભ્યાસમાં DNA મુક્ત કરવા માટે બીજાણુઓના લયન માટે ઉચ્ચ દબાણવાળા હોમોજેનાઇઝર અને અલ્ટ્રાસોનિક કોષવિઘટકનો ઉપયોગ કર્યો હતો. કોષવિઘટનની બંને પદ્ધતિઓની સરખામણી કરીને સંશોધન ટીમ બીજાણુઓના DNA માટે કોષલયનના સંદર્ભમાં નિષ્કર્ષ આપે છે કે, “ઉચ્ચ દબાણવાળા હોમોજેનાઇઝેશનથી પ્રાપ્ત કોષલયન દ્રવ્યોનો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે. ત્યારબાદ, અમને સમજાયું કે આ હેતુ માટે અલ્ટ્રાસોનિક કોષવિઘટનના ઉત્કૃષ્ટ ફાયદા છે. તે ઘણું ઝડપી છે અને નમૂનાના નાના કદના જથ્થા માટે પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.” (Gabig-Ciminska et al., 2014)
ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક કોષવિઘટક UIP4000hdT (4000W, 20kHz) સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાંમાંથી સંશ્લેષિત સંયોજનોના સતત ઇનલાઇન અલગીકરણ અને શુદ્ધીકરણ માટે વપરાય છે.
ખાદ્ય ઉત્પાદન માટે કોષ કારખાનાંમાંથી જૈવઅણુઓ
સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાં એક વ્યવહારુ અને કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન પદ્ધતિ છે, જેમાં બેક્ટેરિયા, યીસ્ટ, ફૂગ વગેરે જેવા સૂક્ષ્મજીવોનું ચયાપચયલક્ષી જૈવઇજનેરી દ્વારા રૂપાંતરણ કરીને તેમના સ્વાભાવિક અને અસ્વાભાવિક ચયાપચયજ પદાર્થોનું ઊંચી ઉપજમાં ઉત્પાદન કરવા માટે સૂક્ષ્મજીવોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, Aspergillus oryzae, ફૂગ અને બેક્ટેરિયા જેવા સૂક્ષ્મજીવોનો ઉપયોગ કરીને મોટા જથ્થામાં ઉત્સેચકોનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે. મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદિત આ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ ખાદ્યપદાર્થો અને પીણાંના ઉત્પાદનમાં તેમજ કૃષિ, જૈવઊર્જા અને ઘરગથ્થુ સંભાળમાં થાય છે.
Acetobacter xylinum અને Gluconacetobacter xylinus જેવા અમુક બેક્ટેરિયા આથવણ પ્રક્રિયા દરમિયાન સેલ્યુલોઝનું ઉત્પાદન કરે છે, જેમાં નાના ઘટકોમાંથી મોટી રચના બનાવવાની પ્રક્રિયા દ્વારા નેનોફાઇબરનું સંશ્લેષણ થાય છે. બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ (જેને સૂક્ષ્મજીવી સેલ્યુલોઝ પણ કહેવામાં આવે છે) રાસાયણિક રીતે વનસ્પતિ સેલ્યુલોઝને સમકક્ષ હોય છે, પરંતુ તેમાં ઉચ્ચ સ્તરની સ્ફટિકીયતા અને ઊંચી શુદ્ધતા (લિગ્નિન, હેમિસેલ્યુલોઝ, પેક્ટિન અને અન્ય જૈવજન્ય ઘટકોથી મુક્ત) હોય છે, તેમજ સેલ્યુલોઝના નેનોફાઇબરથી વણાયેલા ત્રિપરિમાણીય (3D) જાળીદાર નેટવર્કની અનન્ય રચના હોય છે. (cf. Zhong, 2020) વનસ્પતિમાંથી મેળવેલા સેલ્યુલોઝની સરખામણીમાં બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ પર્યાવરણીય દૃષ્ટિએ વધુ ટકાઉ હોય છે અને ઉત્પાદિત સેલ્યુલોઝ શુદ્ધ હોવાથી તેને જટિલ શુદ્ધીકરણનાં પગલાંની જરૂર પડતી નથી. બેક્ટેરિયલ કોષોમાંથી બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝને અલગ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને NaOH અથવા SDS (સોડિયમ ડોડેસિલ સલ્ફેટ) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવતું દ્રાવક નિષ્કર્ષણ ખૂબ અસરકારક છે.
ઔષધો અને રસીઓના ઉત્પાદન માટે કોષ કારખાનાંમાંથી મળતા જૈવઅણુઓ
કોષ કારખાનાંમાંથી મેળવવામાં આવતા સૌથી અગ્રણી ઔષધીય ઉત્પાદનોમાંનું એક માનવ ઇન્સ્યુલિન છે. જૈવઇજનેરી દ્વારા ઇન્સ્યુલિનના ઉત્પાદન માટે મુખ્યત્વે E. coli અને Saccharomyces cerevisiae નો ઉપયોગ થાય છે. જૈવસંશ્લેષિત નેનો કદના અણુઓ ઊંચી જૈવસુસંગતતા ધરાવતા હોવાથી, ફેરિટિન જેવા જૈવિક નેનોકણો જૈવઉત્પાદનની અનેકવિધ પ્રક્રિયાઓ માટે લાભદાયક છે. વધુમાં, ચયાપચયલક્ષી ઇજનેરી દ્વારા રૂપાંતરિત સૂક્ષ્મજીવોમાં ઉત્પાદન ઘણી વાર પ્રાપ્ત થતી ઉપજની દૃષ્ટિએ નોંધપાત્ર રીતે વધુ અસરકારક હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આર્ટેમિસિનિક એસિડ, રેસ્વેરાટ્રોલ અને લાઇકોપીનનું ઉત્પાદન દસગણાથી અનેક સોગણું વધ્યું છે અને ઔદ્યોગિક સ્તરે તેનું ઉત્પાદન પહેલેથી સ્થાપિત થઈ ચૂક્યું છે અથવા તેના માટે વિકાસ ચાલી રહ્યો છે. (cf. Liu et al.; Microb. Cell Fact. 2017)
ઉદાહરણ તરીકે, ફેરિટિન અને વાયરસ જેવા કણો જેવા સ્વયંસંયોજનના ગુણધર્મો ધરાવતા પ્રોટીન આધારિત નેનો કદના જૈવઅણુઓ રસીના વિકાસ માટે ખાસ રસપ્રદ છે, કારણ કે તેઓ રોગકારકોના કદ અને રચના બંનેનું અનુકરણ કરે છે અને રોગપ્રતિકારક કોષો સાથેની આંતરક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે તેમની સપાટી પર એન્ટિજનનું સંયુગ્મન કરી શકાય છે. આવા અણુઓની અભિવ્યક્તિ કહેવાતાં કોષ કારખાનાંમાં (દા.ત., ઇજનેરી દ્વારા રૂપાંતરિત E. coli સ્ટ્રેઇનમાં) થાય છે, જે ચોક્કસ લક્ષ્ય અણુનું ઉત્પાદન કરે છે.
ફેરિટિન મુક્ત કરવા માટે E. coli BL21 ના અલ્ટ્રાસોનિક લાયસિસ માટેનો પ્રોટોકોલ
ફેરિટિન એક પ્રોટીન છે, જેનું મુખ્ય કાર્ય લોહનો સંગ્રહ કરવાનું છે. ફેરિટિન રસીઓમાં સ્વયંસંયોજિત નેનોકણો તરીકે આશાસ્પદ ક્ષમતાઓ દર્શાવે છે, જ્યાં તેનો ઉપયોગ રસી પહોંચાડવાના વાહક તરીકે થાય છે (દા.ત., SARS-Cov-2 સ્પાઇક પ્રોટીન). Sun et. al. (2016) નું વૈજ્ઞાનિક સંશોધન દર્શાવે છે કે NaCl ની ઓછી સાંદ્રતાએ (≤50 mmol/L) Escherichia coli માંથી પુનઃસંયોજિત ફેરિટિનને દ્રાવ્ય સ્વરૂપે મુક્ત કરી શકાય છે. E. coli BL21 માં ફેરિટિનની અભિવ્યક્તિ કરવા અને ફેરિટિનને મુક્ત કરવા માટે નીચેનો પ્રોટોકોલ સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો. પુનઃસંયોજિત pET-28a/ferritin પ્લાઝ્મિડને E coli BL21 (DE3) સ્ટ્રેઇનમાં દાખલ કરીને રૂપાંતરણ કરવામાં આવ્યું હતું. ફેરિટિન ધરાવતા E coli BL21 (DE3) કોષોનું સંવર્ધન 0.5% કેનામાઇસિન ધરાવતા LB વૃદ્ધિ માધ્યમમાં 37°C પર કરવામાં આવ્યું હતું અને OD600 નું મૂલ્ય 0.6 થતાં 0.4% આઇસોપ્રોપિલ-β-D-થાયોગેલેક્ટોપાયરાનોસાઇડ વડે 37°C પર 3 કલાક માટે પ્રેરણ કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ અંતિમ સંવર્ધનને 4°C પર 10 મિનિટ માટે 8000g પર અપકેન્દ્રિત કરીને એકત્ર કરવામાં આવ્યું હતું અને તળિયે જમા થયેલો કોષ અવક્ષેપ એકત્ર કરવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ, આ કોષ અવક્ષેપને અનુક્રમે LB માધ્યમ (1% NaCl, 1% Typone, 0.5% યીસ્ટ અર્ક)/લાયસિસ બફર (20 mmol/L Tris, 50 mmol/L NaCl, 1 mmol/L EDTA, pH 7.6) અને NaCl દ્રાવણની જુદી જુદી સાંદ્રતાઓમાં (0, 50, 100, 170 અને 300 mmol/L) ફરીથી નિલંબિત કરવામાં આવ્યો હતો. બેક્ટેરિયલ કોષોના લાયસિસ માટે પલ્સ મોડમાં સોનિકેશન લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું: દા.ત., અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400St ને 100% કંપનવિસ્તાર પર, 5 સેકન્ડ ચાલુ અને 10 સેકન્ડ બંધના કાર્યચક્ર સાથે 40 ચક્રો સુધી ચલાવવામાં આવ્યું) અને ત્યારબાદ 4°C પર 15 મિનિટ માટે 10 000g પર સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કરવામાં આવ્યું. ઉપરના પ્રવાહી અને અવક્ષેપનું સોડિયમ ડોડેસિલ સલ્ફેટ પોલિએક્રિલામાઇડ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ (SDS-PAGE) દ્વારા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું. સોડિયમ ડોડેસિલ સલ્ફેટથી રંગાયેલા તમામ જેલને ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશનવાળા સ્કેનરથી સ્કેન કરવામાં આવ્યા. જેલની છબીઓનું Magic Chemi 1D સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું. શ્રેષ્ઠ સ્પષ્ટતા માટે, પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને પ્રોટીન પટ્ટાઓ શોધવામાં આવ્યા. પટ્ટાઓ માટેના ડેટા તકનીકી ત્રિપુનરાવર્તનોમાંથી મેળવવામાં આવ્યા. (cf. Sun et al., 2016)
કોષ ફેક્ટરીઓના ઔદ્યોગિક લયન માટે અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકો
કોષ ફેક્ટરીઓમાંથી ચયાપચયજ પદાર્થોને મુક્ત કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક લયન અને નિષ્કર્ષણ એક વિશ્વસનીય અને સુગમ પદ્ધતિ છે, જેનાથી લક્ષિત અણુઓના અસરકારક ઉત્પાદનમાં સહાય મળે છે. અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકો પ્રયોગશાળાથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી ઉપલબ્ધ છે અને પ્રક્રિયાઓનું પ્રમાણ સંપૂર્ણપણે રેખીય રીતે વધારી શકાય છે.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટકો માટે Hielscher Ultrasonics તમારો સક્ષમ સહયોગી છે અને બેન્ચટોપ તથા ઔદ્યોગિક પરિસ્થિતિઓમાં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ સ્થાપવાનો લાંબા સમયનો અનુભવ ધરાવે છે.
અદ્યતન હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેરની વાત આવે ત્યારે, Hielscher Ultrasonicsની કોષ વિઘટન પ્રણાલીઓ શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ, સરળ સંચાલન અને વપરાશકર્તા માટેની સુગમતાની તમામ આવશ્યકતાઓ પૂરી કરે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોના ગ્રાહકો અને વપરાશકર્તાઓ એ લાભને મહત્ત્વ આપે છે કે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક કોષ વિઘટકો અને નિષ્કર્ષકો ડિજિટલ ટચ ડિસ્પ્લે અને બ્રાઉઝર દ્વારા દૂરસ્થ નિયંત્રણ વડે પ્રક્રિયાની ચોકસાઈપૂર્વક દેખરેખ અને નિયંત્રણ કરવાની સુવિધા આપે છે. સોનિકેશનના તમામ મહત્ત્વપૂર્ણ ડેટા (દા.ત. ચોખ્ખી ઊર્જા, કુલ ઊર્જા, કંપનવિસ્તાર, સમયગાળો, તાપમાન, દબાણ) સંકલિત SD-કાર્ડ પર CSV ફાઇલ તરીકે આપમેળે સંગ્રહિત થાય છે. આનાથી પુનરુત્પાદનીય અને પુનરાવર્તનીય પરિણામો મેળવવામાં મદદ મળે છે તથા પ્રક્રિયાના માનકીકરણ અને ઉત્તમ ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ (cGMP)ના પાલનમાં સુગમતા મળે છે.
અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો સંપૂર્ણ ભાર હેઠળ 24/7 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યા છે અને તેથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનની પરિસ્થિતિઓમાં વિશ્વસનીય રીતે ચલાવી શકાય છે. ઊંચી મજબૂતાઈ અને જાળવણીની ઓછી જરૂરિયાતને કારણે અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોનો બંધ રહેવાનો સમય ખરેખર ઘણો ઓછો છે. CIP (સ્થાને જ સફાઈ) અને SIP (સ્થાને જ નિર્જંતુીકરણ) સુવિધાઓ શ્રમસાધ્ય સફાઈને ન્યૂનતમ કરે છે, ખાસ કરીને કારણ કે પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવતા તમામ ભાગોની સપાટીઓ લીસી ધાતુની હોય છે (કોઈ છુપાયેલાં છિદ્રો કે નોઝલ હોતા નથી).
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલ UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Sun, W., Jiao, C., Xiao, Y., Wang, L., Yu, C., Liu, J., Yu, Y., Wang, L. (2016):Salt-Dependent Aggregation and Assembly of E Coli-Expressed Ferritin. Dose-Response, March 2016.
- Rodrigues, M.Q.; Alves, P.M.; Roldão, A. (2021): Functionalizing Ferritin Nanoparticles for Vaccine Development. Pharmaceutics 2021, 13, 1621.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
- Villaverde, Antonio (2010): Nanotechnology, bionanotechnology and microbial cell factories. Microbial Cell Factories 2010 9:53.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
સોનો-બાયોરિએક્ટરો
એક તરફ અંતઃકોષીય સંયોજનોને મુક્ત કરવા માટે કોષોના વિઘટનમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ થાય છે, પરંતુ ઓછા કંપનવિસ્તાર સાથે અને / અથવા અલ્ટ્રાસાઉન્ડના સ્પંદિત ઝટકાઓ તરીકે લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે, સોનિકેશન બાયોરિએક્ટરોમાં સૂક્ષ્મજીવી, વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોની ચયાપચયી ઉત્પાદકતા મોટા પ્રમાણમાં વધારી શકે છે અને તેનાથી જૈવપ્રૌદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓને વેગ આપી શકે છે. જીવંત જૈવઉત્પ્રેરકોની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબને બાયોરિએક્ટરોમાં (કહેવાતા સોનો-બાયોરિએક્ટરોમાં) સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો અલ્ટ્રાસાઉન્ડની પરિસ્થિતિઓનું ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રણ કરવાની સુવિધા આપે છે, જેને જીવંત કોષોના ઊંચા ઉત્પ્રેરકીય રૂપાંતરણ માટે શ્રેષ્ઠ રીતે સૂક્ષ્મ સમાયોજિત કરી શકાય છે. સોનોબાયોરિએક્ટરો માટેના Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા વધારવામાં આવેલા જૈવઉત્પ્રેરણની અસરો વિશે વધુ જાણો!
કોષ ફેક્ટરીઓ અને ચયાપચયજ પદાર્થોનું સંશ્લેષણ
વિવિધ સૂક્ષ્મજીવો સમાન ચયાપચયજ પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરી શકે છે; ઉદાહરણ તરીકે, એમિનો એસિડના ઉત્પાદન માટે Corynebacterium, Brevibacterium અને Escherichia coli નો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે; Propionibacterium અને Pseudomonas નો ઉપયોગ કરીને વિટામિનોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે; Aspergillus, Lactobacillus અને Rhizopus માંથી કાર્બનિક એસિડ મેળવવામાં આવે છે; જ્યારે Aspergillus અને Bacillus દ્વારા ઉત્સેચકો બનાવી શકાય છે; Streptomyces અને Penicillium દ્વારા પ્રતિજૈવિકોનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે; જ્યારે જૈવસર્ફેક્ટન્ટ્સના ઉત્પાદન માટે સામાન્ય રીતે Pseudomonas, Bacillus અને Lactobacillus નો કોષ કારખાનાં તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાં તરીકે E. Coli
E. coli બેક્ટેરિયા અને તેના અસંખ્ય સ્ટ્રેન્સનો આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને પુનઃસંયોજિત પ્રોટીન, જૈવઇંધણ અને અન્ય વિવિધ રસાયણોના ઉત્પાદન માટે સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાં તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રારંભિક કાર્યક્ષમ કોષીય મોડેલોમાં તે સ્થાન પામ્યા છે. E. coli માં અનેક સંયોજનો ઉત્પન્ન કરવાની કુદરતી ક્ષમતા હોય છે, જેને જૈવઇજનેરી અને આનુવંશિક ફેરફારો દ્વારા સુધારવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, પરજાતીય ઉત્સેચકોનું સ્થાનાંતરણ કરીને, નવા જૈવસંશ્લેષણ માર્ગો વિકસાવવા માટે E.coli ની અસંખ્ય ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતામાં ફેરફાર કરવામાં આવ્યો છે.
(Antonio Valle, Jorge Bolívar: Chapter 8 – Escherichia coli, the workhorse cell factory for the production of chemicals. In: Editor(s): Vijai Singh, Microbial Cell Factories Engineering for Production of Biomolecules, Academic Press, 2021. 115-137.)
સૂક્ષ્મજીવી કોષ કારખાનાં તરીકે Streptomyces
Streptomyces એ એક્ટિનોમાઇસિટ્સનો સૌથી મોટો સમૂહ છે; Streptomyces ની પ્રજાતિઓ જલીય અને ભૂમિ પરની પરિસ્થિતિપ્રણાલીઓમાં વ્યાપકપણે જોવા મળે છે. જૈવઅણુઓ અને જૈવસક્રિય દ્વિતીયક ચયાપચયજ પદાર્થોની પ્રચંડ સંખ્યાનું ઉત્પાદન કરવાની ક્ષમતાને કારણે Streptomyces વંશના સભ્યો વ્યાપારી દૃષ્ટિએ રસપ્રદ છે. તે ટેટ્રાસાઇક્લિન્સ, એમિનોગ્લાયકોસાઇડ્સ, મેક્રોલાઇડ્સ, ક્લોરામ્ફેનિકોલ અને રિફામાઇસિન્સ જેવા ચિકિત્સાકીય રીતે ઉપયોગી પ્રતિજૈવિકોનું ઉત્પાદન કરે છે. પ્રતિજૈવિકો ઉપરાંત, Streptomyces અન્ય અત્યંત મૂલ્યવાન ઔષધીય ઉત્પાદનો પણ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં કેન્સરવિરોધી, રોગપ્રતિકારક શક્તિને ઉત્તેજિત કરનાર, રોગપ્રતિકારક શક્તિને દબાવનાર અને ઓક્સિડેશનવિરોધી કારકો, કીટનાશકો તથા પરોપજીવીવિરોધી દવાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેનો તબીબી અને કૃષિ ક્ષેત્રે વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.
Streptomyces ની પ્રજાતિઓ તબીબી રીતે મહત્ત્વપૂર્ણ એવા વિવિધ ઉત્સેચકોનું ઉત્પાદન કરે છે, જેમાં L-એસ્પેરાજિનેઝ, યુરિકેઝ અને કોલેસ્ટેરોલ ઓક્સિડેઝનો સમાવેશ થાય છે. ઘણા એક્ટિનોમાઇસિટ્સ સેલ્યુલેઝ, કાઇટિનેઝ, કાઇટોસેનેઝ, α-એમાઇલેઝ, પ્રોટિએઝ અને લાઇપેઝ જેવા ઔદ્યોગિક રીતે મહત્ત્વપૂર્ણ ઉત્સેચકોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. ઘણા એક્ટિનોમાઇસિટ્સ વિવિધ રંજકદ્રવ્યો ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે સંશ્લેષિત રંગોનો સંભવિત સારો વિકલ્પ બની શકે છે. Streptomyces ની પ્રજાતિઓમાં જૈવઇમલ્સિફાયર્સ અને જૈવસર્ફેક્ટન્ટ્સ સહિત સપાટી સક્રિય જૈવઅણુઓ ઉત્પન્ન કરવાની મોટી ક્ષમતા હોય છે. સૂક્ષ્મજીવી આથવણ દ્વારા Streptomyces ના સ્ટ્રેન્સમાંથી મધુપ્રમેહવિરોધી અકાર્બોઝનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. Streptomyces ની પ્રજાતિઓએ પ્રાવાસ્ટેટિન જેવા કોલેસ્ટેરોલ સંશ્લેષણ અવરોધકોનું સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા દર્શાવી છે. તાજેતરમાં, નાનોકણોના સંશ્લેષણ માટે Streptomyces ની પ્રજાતિઓનો પર્યાવરણને અનુકૂળ “નાનોકારખાનાં” તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. Streptomyces ની કેટલીક પ્રજાતિઓ વિટામિન B12 ના ઉત્પાદન માટે આશાસ્પદ છે.
(Noura El-Ahmady El-Naggar: Chapter 11 – Streptomyces-based cell factories for production of biomolecules and bioactive metabolites, In: Editor(s): Vijai Singh, Microbial Cell Factories Engineering for Production of Biomolecules, Academic Press, 2021. 183-234.)
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરોનું પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી ઉત્પાદન કરે છે.
