היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

ייצור ביו-סינתטי של אוליגוסכרידים של חלב אנושי

הביוסינתזה של oligosaccharides חלב אנושי (HMOs) באמצעות התסיסה או תגובות אנזימטיות הוא תהליך מורכב, רב למדי ולעתים קרובות מניב נמוך. Ultrasonication מגביר את ההעברה ההמונית בין מצע לבין מפעלי תאים מעוררת צמיחת תאים וחילוף חומרים. ובכך, sonication מעצימה את התסיסה ותהליכים ביו-כימיים הנובעים מייצור מואץ ויעיל יותר של HMOs.

Oligosaccharides חלב אנושי

Oligosaccharides חלב אנושי (HMOs), הידוע גם בשם גליקנים חלב אנושי, הם מולקולות סוכר, שהם חלק מהקבוצה oligosaccharides. דוגמאות בולטות של HMOs כוללים 2 '-fucosyllactose קטוז (2′-FL), לקטל-N-נאוטטרז (איננט), 3 '-גלטוסילקטוז (3′-GL), ו difucosyllactose קטוז (DFL).
בעוד חלב השד האנושי מורכב יותר מאשר שונים 150 קופות החולים, רק 2 ′-fucosyllactose קטוז (2 ′-FL) ו lacto-N-neotetraose (LNnT) מיוצרים כיום ברמה מסחרית ומשמשים כתוספים תזונתיים בנוסחת התינוק.
Oligosaccharides חלב אנושי (HMOs) ידועים במשמעות שלהם בתזונה לתינוקות. Oligosaccharides חלב אנושי הם סוג ייחודי של חומרים מזינים, אשר לשמש prebiotics, antimicrobials אנטי דביק, ו אימונומודולטורים בתוך הבטן של התינוק ותורמים באופן משמעותי להתפתחות המוח. HMOs נמצאים באופן בלעדי בחלב השד האנושי; מיליליות של יונקים אחרים (למשל פרה, עז, כבשים, גמל וכו ') אין צורה מסוימת של oligosaccharides.
Oligosaccharides חלב אנושי הם מרכיב מוצק השלישי הנפוץ ביותר בחלב אדם, אשר יכול להיות נוכח או מומס או מושעה הטופס או במים. חומצות לקטוז ושומן הם מוצקים הנפוצים ביותר שנמצאו חלב אדם. HMOs נמצאים בריכוז של 0.35 – 0.88 אונקיות (9.9 – 24.9 g)/L. כ 200 מבנית חלב אנושי שונה oligosaccharides ידועים. Oligosaccharide הדומיננטי ב 80% של כל הנשים הוא 2′-fucosyllactose קטוז, אשר נוכח חלב השד האנושי בריכוז של כ 2.5 g/L.
מאז HMOs לא מתעכל, הם לא לתרום לתזונה. להיות פחמימות אבל, הם מתפקדים בתור prebiotics ומותטים באופן סלקטיבי על ידי המעיים הרצויים מיקרופלורה, במיוחד bifidobacteria.

יתרונות בריאותיים של Oligosaccharides חלב אנושי (HMOs)

  • לקדם את התפתחות התינוקות
  • חשובים להתפתחות המוח
  • יש אנטי דלקתיות ו
  • השפעות נגד הדבקה במערכת העיכול
  • תומך במערכת החיסונית אצל מבוגרים
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

ה אולטראסאונד מעבד UIP2000hdT מגביר את העברת המסה ומפעיל מפעלי תאים לתשואות גבוהות יותר של מולקולות ביולוגיות ביו-מסונתז כגון HMOs

בקשת מידע





ביוסינתזה של Oligosaccharides חלב אנושי

מפעלי תאים ומערכות אנזימטית/כימותרפיה-אנזימטיות הן טכנולוגיות עדכניות המשמשות לסינתזה של HMOs. לייצור קופות החולים בקנה מידה תעשייתי, התסיסה של מפעלי תאים מיקרוביאלית, סינתזה ביו-כימית, ותגובות אנזימטיות שונות הן דרכים מסוימות של הייצור הביולוגי של קופת חולים. בשל הסיבות הכלכליות, הביו-סינתזה דרך מפעלי תאים מיקרוביאלית היא כיום הטכניקה היחידה המשמשת ברמת הייצור התעשייתי של HMOs.

תסיסה באמצעות מפעלי תאים מיקרוביאלית

E. coli, שאיפה cerevisiae ס ו Lactococcus הם בשימוש נפוץ מפעלים תאים המשמשים לייצור ביו של מולקולות ביולוגיות כגון HMOs. תסיסה היא תהליך ביוכימיים המשתמש במיקרו-אורגניזמים כדי להמיר מצע למולקולות ביולוגיות ייעודיות. מפעלי תאים מיקרוביאלית משתמשים בסוכרים פשוטים כמצע, אשר הם ממירים לתוך HMOs. מאז סוכרים פשוטים (למשל לקטוז) הם בשפע, המצע זול, זה שומר על הביו סינתזה תהליך חסכוני.
הצמיחה ואת שיעור bioconversion מרה מושפעים בעיקר על ידי העברה המונית של חומרים מזינים (מצע) אל המיקרואורגניזמים. קצב העברת המונים הוא גורם עיקרי המשפיע על סינתזה המוצר במהלך התסיסה. Ultrasonication ידועה בקידום העברת המונים.
במהלך התסיסה, התנאים ביו-יוצר חייב להיות כל הזמן במעקב ומוסדר, כך התאים יכולים לגדול מהר ככל האפשר על מנת לייצר את הביומולקולות ממוקדות (למשל אוליגוסכרידים כגון HMOs; אינסולין; חלבונים רקומביננטי). תיאורטית, היווצרות המוצר מתחילה ברגע שתרבות התא מתחילה לגדול. עם זאת במיוחד בתאים מהונדסים גנטית כגון מיקרואורגניזמים מהונדסים זה בדרך כלל מושרה מאוחר יותר על ידי הוספת חומר כימי למצוע, אשר upregulates הביטוי של biomolecule ממוקד. ביו-קטורים אולטראסוניות (sono-bioreactor) יכול להיות מבוקר במדויק ולאפשר גירוי ספציפי של חיידקים. התוצאה היא ביסינתזה מואצת ותשואות גבוהות יותר.
פירוק אולטראסוניות וחילוץ: תסיסה של קופות החולים מורכבות עשוי להיות מוגבל על ידי titers תסיסה נמוכה ומוצרים שנותרו תאיים. lysis אולטראסוניות וחילוץ משמש לשחרור חומר תאי לפני טיהור ותהליכים במורד הזרם.

תסיסה קודמת באולטרסאונד

קצב הצמיחה של חיידקים כגון Escherichia קולי, E.coli מהונדס, Cerevisiae Saccharomyces ו Lactococcus lactis ניתן להאיץ על ידי הגדלת קצב ההעברה ההמונית וחרנטיות קיר התא על ידי החלת ultrasonication בתדר נמוך מבוקר. כנכיקת עיבוד קלה, לא תרמית, ultrasonication מחיל כוחות מכניים גפרורים לתוך מרק תסיסה.
קוויטציה אקוסטית: עקרון העבודה של sonication מבוסס על קוויטציה אקוסטית. בדיקה אולטראסוניות (sonotrode) זוגות בתדר נמוך אולטרסאונד d גלים לתוך המדיום. גלי אולטרסאונד לנסוע דרך הנוזל יצירת לסירוגין בלחץ גבוה (דחיסה) / בלחץ נמוך (rarefaction) מחזורים. על ידי דחיסה ומתיחה של הנוזל במחזורים מתח מתח מתח מתח, בועות ואקום דקות מתעוררות. בועות ואקום קטנות אלה לגדול על פני מספר מחזורים עד שהם מגיעים לגודל שבו הם לא יכולים לספוג כל אנרגיה נוספת. בנקודה זו של צמיחה מקסימלית, בועת הוואקום קורסת באלימות ויוצרת תנאים קיצוניים מקומיים, הידועים כתופעת קביטציה. ב"נקודה החמה" cavitational, הפרשי לחץ וטמפרטורה גבוהים וכוחות גייה אינטנסיביים עם סילונים נוזליים של עד 280 m / שנייה ניתן לצפות. על ידי השפעות cavitational אלה, העברת מסה יסודית sonoporation (ניקוב של קירות התא וממברנות התא) מושגת. החומרים המזינים של הצוללת צפים אל ולתוך התאים החיים שלמים, כך שמפעלי התא ים שונים בצורה אופטימלית והצמיחה, כמו גם שיעורי המרה מואצים. ביו-סיבה קולית הם אסטרטגיה פשוטה, אך יעילה מאוד לעבד ביומסה בתהליך ביוסינתזה של סיר אחד.
Sonication קלה ומבוקרת מאוד ידועה בכך שהיא מגבירה את תהליכי התסיסה.
Sonication משפר את "הפרודוקטיביות של bioprocesses רבים המערבים תאים חיים באמצעות שיפור ספיגת המצע, ייצור או צמיחה משופרת על ידי הגדלת החלקים התא, ושחרור משופר פוטנציאלי של רכיבי תא." (נאוינה ואח ' 2015)
קרא עוד על תסיסה בסיוע ultrasonically!
היתרונות של תסיסה באמצעות הגברה באולטרסאונד

  • תשואה מוגברת
  • תסיסה מואצת
  • גירוי ספציפי לתא
  • ספיגת מצע משופרת
  • מוגבר תא פורמי
  • קל לתפעול
  • בטוח
  • התאמת רטרו פשוטה
  • הסולם למעלה ליניארי
  • עיבוד אצווה או InIine
  • ROI מהיר

ננינה ואח ' (2015) התגלה כי התעצמות אולטרה סאונד מציעה מספר יתרונות במהלך ביוביונג, כולל עלויות הפעלה נמוכות בהשוואה לאפשרויות אחרות לשיפור הטיפול, הפשטות של הפעולה ודרישות הכוח הצנועות.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

טנק עם ultrasonicators 8kW ומרק

ביצועים גבוהים התסיסה אולטראסוניות כורים

תהליכי תסיסה כוללים מיקרואורגניזמים חיים כגון חיידקים או שמרים, הפועלים כמפעלי תאים. בעוד sonication מוחל לקדם העברת המוני ולהגדיל את הצמיחה של מיקרואורגניזם ואת קצב ההמרה, זה חיוני כדי לשלוט על עוצמת אולטרה סאונד בדיוק כדי למנוע את ההרס של מפעלי התא.
Hielscher אולטרה סוניק הוא מומחה בעיצוב, ייצור והפצה ultrasonicators ביצועים גבוהים, אשר ניתן לשלוט בדיוק בפיקוח על מנת להבטיח תשואות תסיסה מעולה.
שליטה מדויקת על הפרמטרים של תהליך אולטרסאונד על ידי Hielscher אולטרה סוניק' תוכנה אינטליגנטיתבקרת תהליכים אינה חיונית רק לתשואות גבוהות ולאיכות מעולה, אך מאפשרת לחזור ולשחזר תוצאות. במיוחד כאשר הist מגיע לגירוי של מפעלי תאים, הסתגלות ספציפית התא של הפרמטרים sonication חיוני כדי להשיג תשואות גבוהות כדי למנוע השפלה תא. לכן, כל הדגמים הדיגיטליים של ultrasonicators Hielscher מצוידים בתוכנה אינטליגנטית, אשר מאפשר לך להתאים, לפקח, ולשנות את הפרמטרים sonication. הפרמטרים של תהליך אולטרה סאונד כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ, משך sonication, מחזורי חובה, וקלט האנרגיה חיוניים כדי לקדם את ייצור קופת חולים דרך תסיסה.
התוכנה חכמים של הultrasonicators רשומות באופן אוטומטי את כל הפרמטרים של תהליך חשוב על כרטיס SD משולב. הקלטת נתונים אוטומטית של התהליך הsonication הם הבסיס לקביעת סדר התהליכים והחזרה/היכולת לחזרה, אשר נדרשים עבור שיטות ייצור טוב (GMP).

Hielscher אולטרסוניקה Cascatrode

מיכל מצויTM בכור לתאי זרימה אולטרה סאונד

מכונות אולטרסאונד לתסיסה

Hielscher אולטרסוניקה CascatrodeHielscher מציע בדיקות אולטראסוניות בגודלים שונים, אורך וגיאומטריות, אשר יכול לשמש עבור אצווה, כמו גם טיפולים רציף זרימה דרך. כורים אולטראסוניות, המכונה גם sono-bioreactors, זמינים עבור כל נפח מכסה את עיבוד ביולוגי אולטראסוניות מדגימות מעבדה קטנות כדי טייס באופן מסחרי מלא רמת הייצור.
ידוע היטב כי מיקומו של sonotrode אולטראסאונד בכלי התגובה משפיע על התפלגות של קוויטציה ו מיקרו-הזרמת בתוך המדיום. בהתאם לנפח העיבוד של ציר התא, יש לבחור בסונטרונדה ובכור האולטרה-סאונד. בעוד sonication ניתן לבצע באצווה כמו גם במצב רציף, עבור אמצעי הייצור הגבוהים השימוש של התקנת זרימה רציפה מומלץ. עובר דרך תא זרימה אולטרה סאונד, כל בינוני התא מקבל בדיוק את אותה חשיפה sonication להבטיח את הטיפול היעיל ביותר. הירושר אולטרה סוניק מגוון רחב של בדיקה אולטראסוניות וכורים תא זרימה מאפשר להרכיב את ההתקנה האידיאלית ביורובינג ביוסוניק.

Hielscher אולטרסוניקה – מהמעבדה לפיילוט להפקה

הירושר אולטרה סוניק מכסה את הספקטרום המלא של ציוד אולטרה סאונד המציע קומפקטי ביד מוחזק הומומטר אולטראסוניות להכנת לדוגמה מערכות הספסל העליון, פיילוט, כמו גם יחידות אולטראסוניות תעשייתי חזק בקלות לעבד משאיות לשעה. להיות תכליתי וגמיש בהתקנה ואפשרויות הרכבה, Hielscher ultrasonicators יכול להיות משולב בקלות לתוך כל מיני כורים אצווה, הזנת קבוצות או הגדרות זרימה רציפה.
אביזרים שונים, כמו גם חלקים מותאמים אישית לאפשר הסתגלות אידיאלית של ההתקנה שלך אולטרסאונד לדרישות התהליך שלך.
בנוי עבור 24/7 פעולה תחת עומס מלא וחובה כבדה בתנאים תובעניים, מעבדי הירושר אולטרה סאונד הם אמינים ודורשים רק תחזוקה נמוכה.
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
1 עד 500mL 10 עד 200mL / min מעלהay
10 עד 2000mL 20 עד 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L 0.2 ל 4 ליטר / דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 עד 100L / min UIP16000
N.A. יותר גדול אשכול UIP16000

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


הירושר אולטרהיסונים מייצרת ביצועים גבוהים הומופולימרים אולטראסוניות עבור פיזור, אמולסיה וחילוץ התא.

הומומרים אולטרה סאונד בעלי עוצמה גבוהה מ מַעבָּדָה ל טַיָס ו תַעֲשִׂיָתִי סוּלָם.

ספרות/הפניות



עובדות שראוי לדעת

ביוסינתזה באמצעות מפעלי תאים

מפעל תאים מיקרוביאליים הוא שיטה של הנדסה ביולוגית, המשתמשת בתאים מיקרוביאליים כמתקן ייצור. על ידי חיידקים הנדסיים גנטית, ה-DNA של מיקרואורגניזמים כגון חיידקים, שמרים, פטריות, תאים יונקים, או אצות שונה הפיכת חיידקים למפעלי תאים. מפעלי תאים משמשים להמרת מצעים למולקולות ביולוגיות יקרות ערך, המשמשות למשל במזון, פארמה, כימיה וייצור דלק. אסטרטגיות שונות של ביוסינתזה מבוססת מפעל תאים לכוון לייצור של מטבוליטים מקומיים, ביטוי של מסלולים ביוסינתטיים הטרולוגיים, או ביטוי חלבון.
מפעלי תאים יכולים לשמש כדי לסנתז מטבוליטים מקומיים, כדי לבטא מסלולים ביו-סינתטיים הטרולוגיים, או כדי לבטא חלבונים.

ביסינתזה של מטבוליטים מקומיים

מטבוליטים מקומיים מוגדרים כמו מולקולות ביולוגיות, אשר התאים המשמשים מפעל תא לייצר באופן טבעי. מפעלי תאים מייצרים מולקולות ביולוגיות אלה באופן תאי או חומר מופרש. האחרון הוא מועדף שכן הוא מקל על ההפרדה והטיהור של תרכובות ממוקדות. דוגמאות למטבוליטים מקומיים הן חומצות אמינו וגרעין, אנטיביוטיקה, ויטמינים, אנזימים, תרכובות ביואקטיביות, וחלבונים המיוצרים ממסלולים אנבוליים של התא.

מסלולים ביו-סינתטיים הטרולוגוס

כאשר מנסים לייצר תרכובת מעניינת, אחת ההחלטות החשובות ביותר היא הבחירה של ייצור מארח יליד, ולמטב מארח זה, או להעביר את המסלול למארח ידוע אחר. אם ניתן להתאים את המחשב המארח המקורי לתהליך תסיסה תעשייתי, ואין סיכונים בריאותיים בכך (לדוגמה, ייצור מוצרי-על רעילים), זו יכולה להיות אסטרטגיה מועדפת (כפי שהיה למשל, עבור פניצילין). עם זאת, במקרים מודרניים רבים, הפוטנציאל של שימוש במפעל תא מועדף מבחינה תעשייתית ותהליכי פלטפורמה קשורים שוקל את הקושי של העברת המסלול.

ביטוי חלבון

הביטוי של חלבונים ניתן להשיג באמצעות דרכים הומולוגיות והטרולוגיות. בביטוי הומולוגי, גן הקיים באופן טבעי באורגניזם מתבטא יתר על על כן. באמצעות ביטוי יתר זה, ניתן לייצר תשואה גבוהה יותר של מולקולה ביולוגית מסוימת. עבור ביטוי הטרולוגי, גן מסוים מועבר לתא מארח בכך שהגן אינו קיים באופן טבעי. באמצעות הנדסת תאים ותכנולוגיית DNA רקומביננטי, הגן מוכנס לתוך ה-DNA של המארח, כך התא המארח מייצר (גדול) כמויות של חלבון שהוא לא יפיק באופן טבעי. ביטוי חלבון נעשה במגוון רחב של מארחים מחיידקים, למשל חיידקים, למשל חיידקי אי קולי וBacillis subtilis, שמרים, למשל, Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, פטריות נימה, למשל A. niger, ותאים המופקים אורגניזמים רב תאיים כגון יונקים וחרקים. חלבונים אינספור הם בעלי עניין מסחרי רב, כולל אנזימים בתפזורת, תרופות ביולוגיות מורכבות, אבחון וריגנטים מחקר. (cf. A.M. דייווי ואח ' 2017)