Hielscher ultragarso technologijos

Biosintezės gamyba žmogaus pieno oligosacharidai

Žmogaus pieno oligosacharidų (HMO) biosintezė fermentacijos ar fermentinių reakcijų metu yra sudėtingas, vartojimo ir dažnai mažas derlius. Ultrasonication padidina masės perdavimą tarp substrato ir ląstelių gamyklų ans stimuliuoja ląstelių augimą ir metabolizmą. Tokiu būdu ultragarsu sustiprėja fermentacija ir biocheminiai procesai, dėl kurių hmos gamyba pagreitėja ir efektyviau.

Žmogaus pienas Oligosacharidai

Žmogaus pieno oligosacharidai (HMOs), taip pat žinomas kaip žmogaus pieno glikanonai, yra cukraus molekulės, kurios yra oligosacharidų grupės dalis. Žinomi HMO pavyzdžiai yra 2'-fukozeillaktoze (2′-FL), lakto-N-neotetraozė (LNnT), 3'-galaktozillaktozė (3′-GL) ir difuksilaktozė (DFL).
Nors motinos pienas yrakomponuoti daugiau nei skirtingų 150 HMO struktūrų, tik 2′-fukozillaktozė (2′-FL) ir lakto-N-neotetraozė (LNnT) šiuo metu gaminami komerciniais pagrindais ir naudojami kaip maistiniai priedai kūdikių mišiniuose.
Žmogaus pieno oligosacharidai (HMOs) yra žinomi dėl jų reikšmės kūdikių mitybai. Žmogaus pieno oligosacharidai yra unikalus maistinių medžiagų tipas, kuris veikia kaip prebiotikai, anti-lipnūs antimikrobinės medžiagos ir imunomoduliatoriai kūdikio žarnyne ir žymiai prisideda prie smegenų vystymosi. HMOs aptinkami tik motinos piene; kiti žinduolių pienai (pvz., karvė, ožkos, avys, kupranugaris ir t. t.) neturi šios specifinės oligosacharidų formos.
Žmogaus pieno oligosacharidai yra trečia gausiausia kietoji sudedamoji dalis žmogaus piene, kurio gali būti ištirpinta, emulsinta arba suspenduota vandenyje. Laktozė ir riebalų rūgštys yra gausiausia sausosios medžiagos, randamos žmogaus piene. HMO koncentracija yra 0,35–0,88 uncijų (9,9–24,9 g)/ l. Žinoma apie 200 struktūriškai skirtingų žmogaus pieno oligosacharidų. Dominuojantis oligosacharidas 80% visų moterų yra 2′-fukosilaktozė, kurios koncentracija motinos piene yra maždaug 2, 5 g/ l.
Kadangi HMOs nėra virškinamos, jie neturi calorically prisidėti prie mitybos. Būdami nevirškinami angliavandeniai, jie veikia kaip prebiotikai ir selektyviai fermentuojami pageidaujama žarnyno mikroflora, ypač bifidobakterija.

Nauda sveikatai žmogaus pieno oligosacharidai (HMOs)

  • skatinti kūdikių vystymąsi;
  • yra svarbūs smegenų vystymuisi
  • turi priešuždegiminį ir priešuždegiminį
  • anti-lipnus poveikis virškinimo trakte
  • palaiko suaugusiųjų imuninę sistemą;
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

as Ultragarso procesorius UIP2000hdT padidina masės perdavimą ir aktyvina ląstelių gamyklas, kad susidarytų didesnis biosintezės biologinių molekulių, pvz., HMOs, derlius.

Informacijos užklausa




Atkreipkite dėmesį į mūsų Privatumo politika.


Žmogaus pieno biosintezė Oligosacharidai

Ląstelių gamyklos ir fermentinės / chemofercinės sistemos yra dabartinės technologijos, naudojamos HMO sintezei. HMO gamybai pramoniniu mastu, mikrobinių ląstelių gamyklų fermentacija, biocheminė sintezė ir įvairios fermentinės reakcijos yra įmanomi HMO biogamijos būdai. Dėl ekonominių priežasčių bioinsinte sintezė per mikrobinių ląstelių gamyklas šiuo metu yra vienintelis metodas, naudojamas HMO pramoninės gamybos lygiui.

HMO fermentacija naudojant mikrobinių ląstelių gamyklas

E.coli, Saccharomyces cerevisiae ir Lactococcus lactis paprastai naudojamos ląstelių gamyklos, naudojamos biologinei molekulių, tokių kaip HMOs, biogamybai. Fermentacija yra biocheminis procesas, naudojant mikroorganizmus, kad substratas būtų paverstas tikslinėmis biologinėmis molekulėmis. Mikrobų ląstelių gamyklos naudoja paprastus cukrus kaip substratą, kurį jie paverčia HMO. Kadangi paprasti cukrūs (pvz., laktozė) yra gausus, pigus substratas, biosuintekcijos procesas yra ekonomiškai efektyvus.
Augimą ir biokonversijos greitį daugiausia veikia masinis maistinių medžiagų (substrato) perdavimas mikroorganizmams. Masės perdavimo greitis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos produkto sintezei fermentacijos metu. Ultragarsu yra gerai žinoma, kad skatinti masinio perdavimo.
Fermentacijos metu bioreaktoriaus sąlygos turi būti nuolat stebimos ir reguliuojamos taip, kad ląstelės galėtų kuo greičiau augti, kad susidarytų tikslinės biomolekulės (pvz., oligosacharidai, pvz., HMO; insulinas; rekombinantiniai baltymai). Teoriškai produkto formavimas prasideda, kai tik ląstelių kultūra pradeda augti. Tačiau ypač genetiškai modifikuotose ląstelėse, tokiose kaip inžineriniai mikroorganizmai, jis paprastai sukeliamas vėliau, pridedant cheminę medžiagą prie substrato, kuris atnaujina tikslinės biomolekulės išraišką. Ultragarsiniai bioreaktoriai (sono-bioreaktoriai) gali būti tiksliai kontroliuojami ir leidžia specialiai stimuliuoti mikrobus. Tai lemia pagreitintą biosintezę ir didesnį derlių.
Ultragarsinis lizės ir ekstrahavimas: Sudėtingų HMO fermentacija gali būti apribota mažos fermentacijos titrais ir produktais, likusiais ląstelėje. Ultragarsinis lizės ir ekstrahavimas naudojamas išleisti ląstelėje medžiagos prieš gryninimą ir žemyn srauto procesus.

Ultragarsu skatinama fermentacija

Mikrobų, tokių kaip Escherichia coli, inžinerijos E.coli, Saccharomyces cerevisiae ir Lactococcus lactis augimo greitis gali būti paspartintas didinant masės perdavimo greitį ir ląstelių sienelių pralaidumą taikant kontroliuojamą žemo dažnio ultragarsu. Kaip lengvas, ne terminio apdorojimo metodas, ultragarsu į fermentacijos sultinį naudojamos grynai mechaninės jėgos.
Akustinė kavitacija: ardymo darbo principas grindžiamas akustine kavitacija. Ultragarsinis zondas (sonotrodas) poros žemo dažnio ultragarso d bangas į terpę. Ultragarso bangos keliauja per skystį, sukuriant kintamą aukšto slėgio (suspaudimo) / žemo slėgio (retinimo) ciklus. Suspaudžiant ir tempiant skystį pakaitomis, atsiranda minutės vakuuminiai burbuliukai. Šie maži vakuuminiai burbuliukai auga per kelis ciklus, kol jie pasiekia dydį, kai jie negali absorbuoti jokios tolesnės energijos. Šiuo maksimalaus augimo metu vakuuminis burbulas smarkiai sprogsta ir sukuria vietos ekstremalias sąlygas, žinomas kaip kavitacijos reiškinys. Kavitacijos "karštoje vietoje" galima pastebėti aukšto slėgio ir temperatūros skirtumus ir intensyvias šlyties jėgas su skysčių purkštukais iki 280 m /s. Šiais kavitacijos efektais pasiekiamas kruopštus masės perdavimas ir sonoporacija (ląstelių sienelių ir ląstelių membranų perforacija). Substrato maistinės medžiagos plūduriuoja į gyvas visas ląsteles ir į šias ląsteles, kad ląstelių gamyklos būtų optimaliai maitinamos ir augimas, taip pat konversijų rodikliai būtų pagreitinti. Ultragarsiniai bioreaktoriai yra paprasta, tačiau labai veiksminga biomasės apdorojimo vieno puodo biosintezės procese strategija.
Tiksliai kontroliuojamas, lengvas ardymo yra gerai žinomas intensyvinti fermentacijos procesus.
Sonikacija pagerina "daugelio bioprocesų produktyvumą, susijusį su gyvomis ląstelėmis, padidindamas substrato įsisavinimą, padidindama gamybą ar augimą, padidindami ląstelių poringumą ir potencialiai sustiprintą ląstelių komponentų išsiskyrimą". (Naveena ir kt. 2015 m.)
Skaitykite daugiau apie ultragarsu paremtą fermentaciją!
Ultragarsu sustiprėjusios fermentacijos privalumai

  • padidėjęs derlingumas
  • Pagreitinta fermentacija
  • Specifinė ląstelių stimuliacija
  • Sustiprintas substrato įsisavinimas
  • Padidėjęs ląstelių poringumas
  • lengvai eksploatuojami
  • Saugus
  • Paprasta Retro-Įrengimas
  • linijinis
  • Paketinis arba inizinų apdorojimas
  • greitas RoI

Naveena et al. (2015) nustatė, kad ultragarsinis intensyvinimas suteikia keletą privalumų biologinio apdorojimo metu, įskaitant mažas veiklos išlaidas, palyginti su kitomis didinančiomis gydymo galimybėmis, veikimo paprastumu ir kuklūs energijos reikalavimais.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Bakas su 8kW ultragarso ir maišytuvo

Didelio našumo ultragarso fermentacijos reaktoriai

Fermentacijos procesai apima gyvus mikroorganizmus, tokius kaip bakterijos ar mielės, kurios veikia kaip ląstelių gamyklos. Nors ultragarsinis apdorojimas taikomas siekiant skatinti masinį perdavimą ir padidinti mikroorganizmo augimą ir konversijos greitį, labai svarbu tiksliai kontroliuoti ultragarso intensyvumą, kad būtų išvengta ląstelių gamyklų sunaikinimo.
Hielscher Ultrasonics yra aukštos kokybės ultragarso įrenginių projektavimo, gamybos ir platinimo specialistas, kurį galima tiksliai kontroliuoti ir stebėti, kad būtų užtikrintas geresnis fermentacijos derlius.
Tiksli Hielscher Ultrasonics ultragarso proceso parametrų kontrolė' intelligent software protingas programinė įrangaProceso kontrolė yra ne tik būtina didelio derlingumo ir aukščiausios kokybės, bet leidžia pakartoti ir atkurti rezultatus. Ypač kai ist ateina į ląstelių gamyklų stimuliacija, ląstelių specifinis pritaikymas ardymo parametrų yra labai svarbus siekiant didelio derlingumo ir užkirsti kelią ląstelių degradacijai. Todėl visuose "Hielscher" ultragarso modeliuose yra pažangi programinė įranga, leidžianti koreguoti, stebėti ir peržiūrėti ardymo parametrus. Ultragarsiniai proceso parametrai, tokie kaip amplitudė, temperatūra, slėgis, ardymo trukmė, darbo ciklai ir energijos sąnaudos, yra būtini siekiant skatinti HMO gamybą fermentacijos būdu.
"Hielscher" ultragarso programinė įranga automatiškai įrašo visus svarbius proceso parametrus integruotoje SD kortelėje. Ultragarsinio proceso automatinis duomenų įrašymas yra proceso standartizavimo ir atkuriamumo / pakartojamumo pagrindas, kurio reikia geros gamybos praktikai (GMP).

Hielscher Ultrasonics cascatrode

Kazimieras šužiTm ultragarsiniame srauto elemento reaktoriuje

Ultragarsiniai rektoriai fermentacijai

Hielscher Ultrasonics cascatrodeHielscher siūlo ultragarsinius įvairaus dydžio, ilgio ir geometrijos zondus, kurie gali būti naudojami partijoms, taip pat nuolatiniams srauto apdorojimo. Ultragarsiniai reaktoriai, taip pat žinomi kaip sono-bioreaktoriai, yra prieinami bet kokiam tūriui, apimančiam ultragarsinį bioapdorojimą nuo mažų laboratorinių mėginių iki bandomojo ir visiškai komercinio gamybos lygio.
Gerai žinoma, kad ultragarso sonotrodo vieta reakcijos inde turi įtakos kavitacijos ir mikro srautinio perdavimo pasiskirstymui terpėje. Sonotrodas ir ultragarsinis reaktorius turėtų būti parenkami pagal ląstelių sultinio apdorojimo tūrį. Nors ardymo gali būti atliekamas partijos, taip pat nepertraukiamo režimo, didelės gamybos apimtis rekomenduojama naudoti nepertraukiamo srauto montavimas. Praeinant per ultragarso srauto ląstelę, visa ląstelių terpė tampa lygiai tokia pati ultragarso ekspozicija, užtikrinanti efektyviausią gydymą. Hielscher Ultrasonics platų ultragarso zondų ir srauto ląstelių reaktorių leidžia surinkti idealią ultragarso bioapdorojimo sąranką.

Hielscher Ultrasonics – Nuo laboratorijos iki bandomojo iki gamybos

Hielscher Ultrasonics apima visą ultragarso įrangos spektrą, siūlantį kompaktiškus ultragarsinius homogenizuojančius mėginius, skirtus stalviršinėms ir bandomosioms sistemoms, taip pat galingiems pramoniniams ultragarso vienetams, kurie lengvai apdorojami sunkvežimiais per valandą. Būdamas universalus ir lankstus montavimo ir montavimo galimybes, Hielscher ultrasonicators gali būti lengvai integruota į visų partijų reaktorių rūšių, fed-partijų ar nuolat srauto per nustatymus.
Įvairūs priedai, taip pat individualios dalys leidžia idealiai pritaikyti jūsų ultragarso nustatymus pagal jūsų proceso reikalavimus.
Hielscher ultragarso procesoriai, sukurti 24/7 darbui esant pilnai apkrovai ir sunkioms sudėtingomis sąlygomis, yra patikimi ir reikalauja tik mažos priežiūros.
Žemiau pateiktoje lentelėje pateikiama apytikslė mūsų ultragarsu apdorojimo pajėgumo informacija:

Serija tomas srautas Rekomenduojami prietaisai
Nuo 1 iki 500mL 10-200 ml / min UP100H
Nuo 10 iki 2000 ml 20-400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 iki 20L 0.2 iki 4L / min UIP2000hdT
Nuo 10 iki 100L Nuo 2 iki 10 l / min UIP4000hdT
Nėra duomenų | 10 - 100 l / min UIP16000
Nėra duomenų | didesnis klasteris UIP16000

Susisiekite su mumis! / Klausk mus!

Klauskite daugiau informacijos

Prašome naudoti žemiau esančią formą, kad galėtumėte paprašyti papildomos informacijos apie ultragarso procesorius, programas ir kainą. Mes džiaugiamės galėdami aptarti jūsų procesą su jumis ir pasiūlyti jums ultragarso sistemą, atitinkančią jūsų reikalavimus!









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Hielscher Ultrasonics gamina aukštos kokybės ultragarso homogenizatoriai dispersija, emulsinių ir ląstelių gavyba.

Didelės galios ultragarso homogenizatoriai iš Laboratorija į Bandomasis ir Pramoninis Skalės.

Literatūra / Nuorodos



Faktai verta žinoti

Biosintezė naudojant ląstelių gamyklas

Mikrobų ląstelių gamykla yra bioinžinerijos metodas, kuris naudoja mikrobines ląsteles kaip gamybos įmonę. Genetiškai inžinerijos mikrobais mikroorganizmų, tokių kaip bakterijos, mielės, grybai, žinduolių ląstelės ar dumbliai, DNR pakeičiama paverčiant mikrobus ląstelių gamyklomis. Ląstelių gamyklos naudojamos substratams paversti vertingomis biologinėmis molekulėmis, kurios naudojamos, pvz., maisto, farmacijos, chemijos ir kuro gamyboje. Įvairios ląstelių gamyklos biosintezės strategijos yra siekiama gaminti vietinius metabolitus, išreikšti heterologinius biosintezinius kelius arba baltymų ekspresiją.
Ląstelių gamyklos gali būti naudojamos arba sintetinti vietinius metabolitus, išreikšti heterologinius biosintezės kelius arba išreikšti baltymus.

Vietinių metabolitų biosintezė

Vietiniai metabolitai apibrėžiami kaip biologinės molekulės, kurias ląstelės, naudojamos kaip ląstelių gamykla, gamina natūraliai. Ląstelių gamyklos gamina šias biologines molekules ląstelėje arba išskirtą medžiagą. Pirmenybė teikiama pastarajam, nes jis palengvina tikslinių junginių atskyrimą ir valymą. Vietinių metabolitų pavyzdžiai yra amino ir nukleino rūgštys, antibiotikai, vitaminai, fermentai, bioaktyvūs junginiai ir baltymai, pagaminti iš anabolinių ląstelių kelių.

Heterologus biosintetiniai keliai

Bandant gaminti įdomų junginį, vienas iš svarbiausių sprendimų yra gamybos pasirinkimas gimtojoje priimančiojoje vietoje ir optimizuoti šį šeimininką arba perkelti kelią į kitą gerai žinomą šeimininką. Jei pirminis šeimininkas gali būti pritaikytas pramoniniam fermentacijos procesui ir nėra su sveikata susijusios rizikos (pvz., toksiškų šalutinių produktų gamyba), tai gali būti tinkamiausia strategija (pvz., penicilino atveju). Tačiau daugeliu šiuolaikinių atvejų, naudojant pramoniniu būdu pageidaujamą ląstelių fabrikas ir susijusios platformos procesų potencialas sveria perkelti kelią sunkumų.

Baltymų išraiška

Baltymų ekspresiją galima pasiekti homologiškais ir heterologiškais būdais. Homologinės ekspresijos atveju per daug išreikštas organizmas esantis genas. Per šią per ekspresiją gali būti gaminamas didesnis tam tikros biologinės molekulės derlius. Heterologinės ekspresijos atveju konkretus genas perkeliamas į šeimininko ląstelę, nes genas natūraliai nėra. Naudojant ląstelių inžinerijos ir rekombinantinės DNR technologijos, genas yra įterpiamas į šeimininko DNR taip, kad priimančioji ląstelė gamina (didelį) kiekį baltymo, kad jis nebūtų gaminti natūraliai. Baltymų ekspresija atliekama įvairiose bakterijų, pvz., E. coli ir Bacillis subtilis, mielių, pvz., Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, gijinių grybų, pvz., kaip A. niger, ir ląstelių, gautų iš daugląstelinių organizmų, pvz., žinduolių ir vabzdžių. Nenummerogeniniai baltymai yra labai svarbūs komerciniais tikslais, įskaitant iš birių fermentų, sudėtingų biofarmacinių preparatų, diagnostikos ir mokslinių tyrimų reagentų. (plg. su A.M. Davy et al. 2017)