Hielscher ultrahang technológia

Bioszintetikus termelés etej oligoszacharidok

Az emberi tej oligoszacharidjainak (HMO) erjesztési vagy enzimatikus reakciók útján történő bioszintézise összetett, fogyasztást és gyakran alacsony hozamú folyamat. Hozzákeverésével növeli a tömeg közötti átvitel szubsztrát és sejtgyárak ans serkenti a sejtek növekedését és az anyagcserét. Ezáltal, szonikálás fokozza az erjedés és a bio-kémiai folyamatok, ami egy gyorsított és hatékonyabb termelés e Do-k.

Emberi tej oligoszacharidok

Az emberi tej oligoszacharidok (HMO-k), más néven az emberi tej glikánjai, a cukor molekulák, amelyek az oligoszacharidok csoportjába tartoznak. A HMO-k kiemelkedő példái közé tartozik a 2'-fucosyllactose (2′-FL), lakto-N-neotetraose (LNnT), 3'-galactosyllactose (3′-GL), és difucosyllactose (DFL).
Míg az emberi anyatej több mint különböző 150 HMO struktúrákból áll, jelenleg csak 2′-fucosyllactose (2′-FL) és lacto-N-neotetraose (LNnT) készül kereskedelmi szinten, és használják táplálkozási adalékanyagok anyatej-helyettesítő tápszer.
Az emberi tej oligoszacharidok (HMO-k) a babatáplálkozásban való jelentőségükről ismertek. Az emberi tej oligoszacharidok egy egyedülálló típusú tápanyagok, amelyek járnak prebiotikumok, anti-ragasztó antimikrobiális, és immunmodulátorok a csecsemő bélben, és jelentősen hozzájárulnak az agy fejlődését. A HMO-k kizárólag az anyatejben találhatók; más emlőstejek ( pl. tehén, kecske, juh, teve stb.) nem rendelkeznek az oligoszacharidok ilyen különleges formájával.
Az emberi tej oligoszacharidok a harmadik leggyakoribb szilárd összetevő az emberi tejben, amely lehet jelen akár oldott, vagy emulgeált vagy felfüggesztett formában vízben. A laktóz és a zsírsavak az emberi tejben található leggyakoribb szilárd anyagok. HMO-k 0,35–0,88 uncia (9,9–24,9 g)/ L koncentrációban vannak jelen. A domináns oligoszacharid az összes nő 80%-ában 2′-fucosyllactose, amely körülbelül 2,5 g/ L koncentrációban van jelen az anyatejben.
Mivel a HMO-k nem emészthetők, nem kalorikusan hozzájárulnak a táplálkozáshoz. Mivel emészthetetlen szénhidrátok, működnek, mint prebiotikumok és szelektíven erjesztett kívánatos bélflóra, különösen a bifidobaktériumok.

Egészségügyi előnyei az emberi tej oligoszacharidok (HMO)

  • a csecsemők fejlődésének elősegítése
  • fontosak az agy fejlődéséhez
  • gyulladáscsökkentő és
  • ragasztóhatása a gyomor-bél traktusban
  • támogatja az immunrendszert felnőtteknél
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

A Ultrahangos processzor UIP2000hdT növeli a tömeges átvitelt, és aktiválja a sejtgyárakat a biosynthesized biológiai molekulák, például a HMO-k magasabb hozama érdekében

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Az emberi tej oligoszacharidok bioszintézise

Cell gyárak és enzimatikus / kemo-enzimatikus rendszerek jelenlegi technológiák használt szintézise HMO. Az ipari méretű HMO-gyártás esetében a mikrobiális sejtgyárak erjedése, a biokémiai szintézis és a különböző enzimatikus reakciók megvalósítható módjai a HMO biotermelésnek. Gazdasági okokból a mikrobiális sejtgyárakon keresztül történő bioszintézis jelenleg az egyetlen olyan technika, amelyet a HMO-k ipari termelési szintjén alkalmaznak.

A HMO-k fermentációja mikrobiális sejtgyárak használatával

E.coli, Saccharomyces cerevisiae és Lactococcus lactis általánosan használt sejtgyárak használt bio-termelés a biológiai molekulák, mint a HMO-k. Az erjedés olyan biokémiai folyamat, amely mikroorganizmusokat használ a szubsztrát célzott biológiai molekulákká történő átalakítására. A mikrobiális sejtgyárak egyszerű cukrokat használnak szubsztrátumként, amelyeket HMO-kká alakítanak át. Mivel az egyszerű cukrok (pl. laktóz) bőséges, olcsó szubsztrátumok, ez tartja a bio-szintézis folyamat költséghatékony.
A növekedést és a biokonverziós arányt elsősorban a tápanyagok (szubsztrát) mikroorganizmusokba történő tömeges átvitele befolyásolja. A tömegátadási sebesség olyan fő tényező, amely befolyásolja a termék szintézisét az erjedés során. Hozzákeverésével jól ismert, hogy támogassák a tömeges átadása.
Az erjedés során a bioreaktorban lévő körülményeket folyamatosan ellenőrizni és szabályozni kell, hogy a sejtek a lehető leggyorsabban növekedhessenek, hogy a célzott biomolekulák (pl. oligoszacharidok, mint a HMO-k; inzulin; rekombináns fehérjék) termelődjenek. Elméletileg a termékképződés akkor kezdődik, amikor a sejtkultúra növekedni kezd. Azonban különösen a géntechnológiával módosított sejtek, mint a mesterséges mikroorganizmusok ez általában indukált később hozzáadásával kémiai anyag a szubsztrátum, amely upregulates kifejezése a célzott biomolekula. Az ultrahangos bioreaktorok (sono-bioreaktor) pontosan szabályozhatók, és lehetővé teszik a mikrobák specifikus stimulációját. Ez felgyorsítja a bioszintézist és magasabb hozamokat eredményez.
Ultrahangos lezis és extrakció: Erjedés komplex HMO-k lehet korlátozni az alacsony fermentációs titer és a fennmaradó termékek intracelluláris. Ultrahangos lezis és extrakciós használják, hogy kiadja intracelluláris anyag tisztítás előtt és down-stream folyamatok.

Ultrahangos rázatással támogatott fermentáció

A növekedés üteme a mikrobák, mint escherichia coli, mesterséges E.coli, Saccharomyces cerevisiae és Lactococcus lactis lehet gyorsítani növelésével a tömegátviteli sebesség és a sejtfal permeabilitás alkalmazásával ellenőrzött alacsony frekvenciájú hozzákeverésével. Mint egy enyhe, nem termikus feldolgozási technika, hozzákeverésével alkalmazza tisztán mechanikai erők az erjedés húsleves.
Akusztikus kavitáció: A munkaelve szonikálás alapul akusztikus kavitáció. Az ultrahangos szonda (összehegeszthetősége) párok alacsony frekvenciájú ultrahang d hullámok a közegbe. Az ultrahang hullámok utazás a folyadék létrehozása váltakozó nagynyomású (tömörítés) / alacsony nyomású (rarefaction) ciklusok. A folyadék váltakozó ciklusokban történő tömörítésével és nyújtásával apró vákuumbuborékok keletkeznek. Ezek a kis vákuum buborékok nőnek több cikluson keresztül, amíg el nem érik a méretet, ahol nem tudják elnyelni a további energiát. Ezen a ponton a maximális növekedés, a vákuum buborék összeomlik hevesen, és létrehoz helyileg szélsőséges körülmények között, az úgynevezett jelenség kavitáció. A kavitációs "hot-spot", nagy nyomás- és hőmérséklet-különbségek és intenzív nyíró erők folyékony fúvókák akár 280m / sec figyelhető meg. Ezekkel a kavitációs hatások, alapos tömegátvitel és sonoporation (a perforáció a sejtfalak és sejtmembránok) érhető el. A tápanyagok a szubsztrát lebegnek, és az élő egész sejtek, úgy, hogy a sejt gyárak optimálisan táplált és a növekedés, valamint a konverziós arány felgyorsul. Ultrahangos bioreaktorok egy egyszerű, mégis nagyon hatékony stratégia feldolgozni biomassza egy pot bioszintézis folyamat.
A pontosan szabályozott, enyhe szonikálás jól ismert, hogy fokozza az erjedési folyamatokat.
Szonikálás javítja "a termelékenység számos biofolyamatok bevonásával élő sejtek révén a szubsztrát-bevitel javítása, fokozott termelés vagy növekedés azáltal, hogy növeli a sejt porozitás, és potenciálisan fokozott felszabadulását sejtkomponensek." (Naveena és mtsai. 2015)
Tudjon meg többet ultrahangos rázatással kell támogatott erjedés!
Előnyei ultrahangos fokozott erjedés

  • megnövelt hozamot
  • Gyorsított fermentáció
  • Sejtspecifikus stimuláció
  • Továbbfejlesztett hordozó-felesleg
  • Fokozott sejt porozitás
  • könnyen kezelhető
  • biztonságos
  • Egyszerű utólagos felszerelés
  • lineáris skálázás
  • Tétel- vagy iniine-feldolgozás
  • gyors RoI

Naveena et al. (2015) megállapította, hogy az ultrahangos intenzívebbé válás számos előnyt kínál a biofeldolgozás során, beleértve az alacsony működési költségeket más kezelési lehetőségekhez képest, a működés egyszerűségét és a szerény energiaszükségletet.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Tartály 8kW ultrasonicators és agitátor

Nagy teljesítményű ultrahangos fermentációs reaktorok

Fermentációs folyamatok járnak élő mikroorganizmusok, mint a baktériumok vagy élesztő, amelyek működnek sejtgyárak. Míg szonikálás alkalmazzák, hogy támogassák a tömeges átadása, és növeli a mikroorganizmus növekedési és konverziós ráta, rendkívül fontos, hogy ellenőrizzék az ultrahangos intenzitása pontosan annak érdekében, hogy elkerüljék a megsemmisítése a sejtgyárak.
Hielscher Ultrasonics specialista tervezése, gyártása és forgalmazása nagy teljesítményű ultrasonicators, amely pontosan vezérelhető és ellenőrizni, hogy biztosítsa a kiváló erjedés hozamok.
Pontos ellenőrzése alatt ultrahangos folyamat paraméterei Hielscher Ultrasonics' intelligens szoftverA folyamatvezérlés nem csak a magas hozamok és a kiváló minőség szempontjából fontos, hanem lehetővé teszi az eredmények megismétlését és reprodukálását is. Különösen akkor, ha jön a stimuláció a sejtgyárak, a sejt-specifikus adaptációja a szonikálás paraméterek elengedhetetlen a magas hozamok elérése és a sejt lebomlásának megelőzése érdekében. Ezért, minden digitális modellek Hielscher ultrasonicators fel vannak szerelve intelligens szoftver, amely lehetővé teszi, hogy állítsa be, monitor, és vizsgálja felül szonikálás paraméterek. Ultrahangos folyamat paraméterek, mint az amplitúdó, hőmérséklet, nyomás, szonikálás időtartama, szolgálati ciklusok, és az energia-bevitel elengedhetetlen, hogy támogassák A HMO termelés erjedés.
A Hielscher ultrasonicators intelligens szoftvere automatikusan rögzíti az integrált SD-kártyán lévő összes fontos folyamatparamétert. Az automatikus adatrögzítés a szonikálás folyamat az alapja a folyamat szabványosítása és reprodukálhatóság / ismételhetőség, amelyek szükségesek a helyes gyártási gyakorlat (GMP).

Hielscher Ultrasonics Cascatrode

a cascatrodeTm egy ultrahangos áramlási cella reaktor

Ultrahangos rektorok erjedéshez

Hielscher Ultrasonics CascatrodeHielscher kínál ultrahangos szondák különböző méretű, hosszúságú és geometriai, amelyfelhasználható tétel, valamint a folyamatos átfolyáskezelések. Ultrahangos reaktorok, néven is ismert sono-bioreaktorok, állnak rendelkezésre bármilyen mennyiségben, amely az ultrahangos biofeldolgozás a kis laboratóriumi minták kísérleti és teljesen kereskedelmi termelési szint.
Köztudott, hogy az ultrahangos összehegeszthetősége a reakcióedényben befolyásolja a kavitáció és a mikro-streaming eloszlását a közegben. A sonotrode és az ultrahangos reaktort a sejthús feldolgozási térfogatának megfelelően kell kiválasztani. Míg szonikálás lehet végezni tételben, valamint a folyamatos üzemmódban, a nagy termelési volumen használata folyamatos áramlású telepítés ajánlott. Áthaladó ultrahangos áramlási cella, minden sejtmédium lesz pontosan ugyanazt az expozíciót szonikálás biztosítja a leghatékonyabb kezelés. Hielscher Ultrasonics széles ultrahangos szondák és áramlási cella reaktorok lehetővé teszi, hogy össze az ideális ultrahangos bioprocessing beállítás.

Hielscher Ultrasonics – Labortól a kísérletig a gyártásig

Hielscher Ultrasonics kiterjed a teljes spektrumát ultrahangos berendezések kínál kompakt kézi ultrahangos homogenizátorok minta előkészítése pad-top és kísérleti rendszerek, valamint a nagy teljesítményű ipari ultrahangos egységek, amelyek könnyen folyamat teherautóterhelésóránként. Mivel sokoldalú és rugalmas a telepítési és szerelési lehetőségek, Hielscher ultrasonicators könnyen integrálható mindenféle tétel reaktorok, etetett-tételek vagy folyamatos átfolyású beállítások.
A különböző tartozékok, valamint a testre szabott alkatrészek lehetővé teszik az ultrahangos beállítás ideális adaptációját a folyamat követelményeihez.
A 24/7-es működésre tervezett teljes terhelés és nagy teherbírású, igényes körülmények között, hielscher ultrahangos processzorok megbízhatóak és csak alacsony karbantartást igényelnek.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
1 - 500 ml 10-200 ml / perc UP100H
10-2000 ml 20-400 ml / perc Uf200 ः t, UP400St
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000hdT
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy kérjen további információkat ultrahangos processzorok, alkalmazások és az ár. Örömmel megvitatjuk önnel a folyamatot, és olyan ultrahangos rendszert kínálunk Önnek, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok diszperziós, emulgeálás és a sejtek kitermelése.

Nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek pilóta és Ipari skála.

Irodalom / Referenciák



Tudni érdemes

Bioszintézis sejtgyárak használatával

A mikrobiális sejtgyár a biotechnológia módszere, amely mikrobiális sejteket használ gyártóüzemként. A genetikailag módosított mikrobák, a DNS mikroorganizmusok, mint a baktériumok, élesztők, gombák, emlős sejtek, vagy algák módosított fordult mikrobák a sejtgyárak. A sejtgyárakat arra használják, hogy a szubsztrátumokat értékes biológiai molekulákká alakítsák át, amelyeket pl. élelmiszer-, gyógyszeripar-, kémia- és üzemanyag-termelésben használnak. Különböző stratégiák sejt gyári alapú bioszintézis célja a termelés a natív metabolitok, kifejezése heterológ bioszintetikus utak, vagy fehérje expresszió.
Sejtgyárak lehet használni, hogy vagy szintetizálni natív metabolitok, kifejezni heterológ bioszintetikus utak, vagy kifejezni fehérjék.

A natív metabolitok bioszintézise

A natív metabolitok biológiai molekulák, amelyeket a sejtgyárként használt sejtek természetes módon termelnek. Sejtgyárak termelnek ezek a biológiai molekulák vagy intracellulárisan, vagy egy szekréciós anyag. Ez utóbbit részesítik előnyben, mivel megkönnyíti a célzott vegyületek szétválasztását és tisztítását. Példák a natív metabolitok aminoés nukleinsavak, antibiotikumok, vitaminok, enzimek, bioaktív vegyületek, és a sejtek anabolikus útvonalaiból előállított fehérjék.

Heterologus bioszintetikus utak

Amikor megpróbál létrehozni egy érdekes vegyület, az egyik legfontosabb döntés a választás a termelés a natív fogadó, és optimalizálja ezt a fogadó, vagy átadása az út egy másik jól ismert fogadó. Ha az eredeti gazdaszervezet átalakítható egy ipari fermentációs folyamathoz, és ennek során nincsenek egészséggel kapcsolatos kockázatok (pl. mérgező melléktermékek előállítása), ez előnyös stratégia lehet (mint például a penicillin esetében). Azonban sok modern esetben az iparilag előnyben részesített sejtgyár és a kapcsolódó platformfolyamatok használatának lehetősége kinyomja az útvonal átvitelének nehézségeit.

Fehérje expresszió

A fehérjék expressziója homológ és heterológ módon érhető el. A homológ expresszióban egy szervezetben természetesen jelen lévő gén túlexpressziós. Ezzel a túlzott expresszióval egy bizonyos biológiai molekula magasabb hozama állítható elő. A heterológ expresszióesetében egy adott gén átkerül a gazdasejtbe, mivel a gén természetesen nincs jelen. A sejttervezés és a rekombináns DNS-technológia segítségével a gént beillesztik a gazdaszervezet DNS-ébe, hogy a gazdasejt (nagy) mennyiségű fehérjét termeljen, amelyet természetesen nem termelne. A fehérjeexpresszió a baktériumok, pl. E. coli és Bacillis subtilis, élesztők, pl. Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, fonalas gombák, pl. A. niger, valamint többsejtű organizmusokból, például emlősökből és rovarokból származó sejtekben történik. Az innummerfehérjék nagy kereskedelmi érdeklődést mutatnak, beleértve az ömlesztett enzimeket, komplex biogyógyszereket, diagnosztikát és kutatási reagenseket. (vö. A.M. Davy és mtsai)