Hielscher Хэт авианы технологи

Biosynthetic Production of Human Milk Oligosaccharides

Хүний сүүний олигосахаридын (HMOs) исгэх эсвэл ферментатив урвалаар биосинтез хийх нь нарийн төвөгтэй, их хэрэглэдэг, ихэвчлэн бага ургацтай процесс юм. Ultrasonication нь субстрат ба эсийн үйлдвэрүүдийн хоорондох массын дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд эсийн өсөлт, бодисын солилцоог идэвхжүүлдэг. Ингэснээр sonication нь исгэх, био-химийн процессыг хурдасгаж, HMO-ийн үйлдвэрлэлийг түргэсгэж, илүү үр дүнтэй болгодог.

Хүний сүүний олигосахаридууд

Хүний сүүний гликан гэж нэрлэдэг хүний сүүний олигосахаридууд (HMOs) нь олигосахаридын бүлэгт багтдаг чихрийн молекулууд юм. HMO-ийн алдартай жишээ бол 2'-фукозиллактоз (2) юм′-FL), лакто-N-неотетраоз (LNnT), 3'-галактозиллактоза (3′-GL) ба дифукосиллактоз (DFL).
Хүний хөхний сүү нь янз бүрийн 150 HMO-ийн бүтцүүдээс бүрддэг боловч зөвхөн 2uc-фукозиллактоза (2′-FL) ба лакто-N-неотетраоз (LNnT) нь одоогоор арилжааны түвшинд үйлдвэрлэгдэж, нялхсын томъёонд тэжээлийн нэмэлт болгон ашигладаг.
Хүний сүүний олигосахаридууд (HMOs) нь хүүхдийн хоол тэжээл дэх чухал ач холбогдолтой гэдгээрээ алдартай. Хүний сүүний олигосахаридууд нь нянгийн гэдэс дотор пребиотик, нянгийн эсрэг нян, иммуномодуляторын үүрэг гүйцэтгэдэг өвөрмөц шим тэжээл юм. HMOs нь зөвхөн хүний хөхний сүүнд байдаг; бусад хөхтөн амьтад (үхэр, ямаа, хонь, тэмээ гэх мэт) эдгээр олигосахаридын тодорхой хэлбэр байдаггүй.
Хүний сүүний олигосахаридууд нь хүний сүүнд агуулагдах гурав дахь элбэг байдаг бөгөөд энэ нь усанд ууссан, эмульслагдсан эсвэл дүүжлэгдсэн хэлбэрээр оршдог. Лактоз ба тосны хүчил нь хүний сүүнд хамгийн их агуулагддаг хатуу бодис юм. HMOs нь 0.35-0.88 унци (9.9–24.9 гр) -ийн концентрацид байдаг. L. Хүний сүүний олигосахаридын ойролцоогоор 200 өөр бүтэцтэй байдаг. Бүх эмэгтэйчүүдийн 80% -д зонхилох олигосахарид 2 байдаг′Хүний хөхний сүүнд ойролцоогоор 2.5 г / л агуулагддаг фукозиллактоза.
HMO нь шингэцгүй тул хоол тэжээлд калори хувь нэмэр оруулдаггүй. Хүний хоол тэжээлийн дутагдалтай тул эдгээр нь пребиотик үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хүссэн гэдэсний микрофлор, ялангуяа бифидобактерийн замаар исгэдэг.

Хүний сүүний олигосахаридын эрүүл мэндэд үзүүлэх ашиг тус (HMOs)

  • нярай хүүхдийн хөгжлийг дэмжих
  • тархины хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг
  • үрэвслийн эсрэг ба
  • ходоод гэдэсний замд наалдамхай нөлөө үзүүлдэг
  • насанд хүрэгчдэд дархлааны системийг дэмждэг
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

The Хэт авианы процессор UIP2000hdT массын дамжуулалтыг нэмэгдүүлж, HMO зэрэг биосинтезжсэн биологийн молекулуудаас өндөр ургац авах эсийн үйлдвэрүүдийг идэвхжүүлдэг.

Мэдээллийн хүсэлт




Бидний анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Хүний сүүний олигосахаридын биосинтез

Эсийн үйлдвэрүүд ба ферментатив / хими ферментатив системүүд нь HMO-ийн синтез хийхэд ашигладаг орчин үеийн технологи юм. Аж үйлдвэрийн цар хүрээтэй HMO үйлдвэрлэхэд микробын эсийн үйлдвэрийг исгэх, био-химийн синтез, янз бүрийн ферментатив урвалууд нь HMO-ийн био үйлдвэрлэлийн боломжит арга юм. Эдийн засгийн шалтгааны улмаас микробын эсийн үйлдвэрүүдээр дамжуулан био синтез нь HMO-ийн үйлдвэрлэлийн түвшинд ашигладаг цорын ганц техник юм.

Микроб эсийн үйлдвэрийг ашиглан HMO исгэх

E.coli, Saccharomyces cerevisiae ба Lactococcus lactis нь HMO зэрэг биологийн молекулуудын био үйлдвэрлэлд ашигладаг түгээмэл хэрэглэгддэг эсийн үйлдвэрүүд юм. Исгэх нь субстратыг зорилтот биологийн молекул болгон хувиргах бичил биетнийг ашиглан биохимийн процесс юм. Микробын эсийн үйлдвэрүүд энгийн элсэн чихрийг субстрат болгон ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг HMO болгон хувиргадаг. Энгийн элсэн чихэр (жишээлбэл, лактоз) нь элбэг, хямд субстрат учраас био синтезийн үйл явцыг хэмнэлттэй болгодог.
Өсөн нэмэгдэж буй өсөлт ба био өөрчлөлтийн түвшин нь бичил биетэнд шим тэжээл (субстрат) их хэмжээгээр шилжихэд нөлөөлдөг. Масс шилжүүлэх хурд нь исгэх явцад бүтээгдэхүүний нийлэгжилтэд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл юм. Ultrasonication нь массын шилжилтийг дэмжих чиглэлээр алдартай.
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.

Хэт авианы аргаар исгэх үйлчилгээтэй

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.
Нарийн хяналттай, бага зэргийн sonication нь исгэх процессыг эрчимжүүлдэг.
Sonication нь "эсийн сүвэрхэг байдлыг нэмэгдүүлэх, эсийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаралтыг нэмэгдүүлэх замаар амьд эсийн оролцоотой олон биопроцессуудын бүтээмжийг сайжруулдаг." (Навена, нар, 2015)
Read more about ultrasonically-assisted fermentation!
Хэт авианы исгэх давуу тал

  • ургац нэмэгдэнэ
  • Хурдасгасан исгэх
  • Эсийн өвөрмөц өдөөлт
  • Өргөтгөсөн субстрат Uptake
  • Эсийн сүвэрхэг чанар нэмэгдэх
  • хялбар ажиллах болно
  • Аюулгүй
  • Энгийн чимэг
  • шугаман хуваарилалт
  • Багц эсвэл InIine боловсруулах
  • хурдан RoI

Навена болон бусад. (2015) нь хэт авианы эрчимжилт нь биопроцессийн явцад хэд хэдэн давуу талыг өгдөг бөгөөд бусад сайжруулсан эмчилгээний сонголттой харьцуулахад үйл ажиллагааны зардал бага, үйл ажиллагааны хялбар байдал, эрчим хүчний дарамт бага байдаг.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

8кВт хэт авианы аппарат, цацруулагч бүхий сав

Өндөр хүчин чадалтай хэт авианы исгэх реакторууд

Исгэх үйл явцад эсийн үйлдвэр болох бактери, мөөгөнцрийн гэх мэт амьд бичил биетүүд оролцдог. Массацын дамжуулалтыг дэмжих, бичил биетний өсөлт, хувиргах түвшинг нэмэгдүүлэх зорилгоор sonication -ийг хэрэглэж байгаа боловч эсийн үйлдвэрүүд сүйрэхээс зайлсхийхийн тулд хэт авианы эрчмийг нарийн хянах нь чухал юм.
Hielscher Ultrasonics нь өндөр гүйцэтгэлтэй хэт авианы аппаратыг зохион бүтээх, үйлдвэрлэх, түгээх чиглэлээр мэргэшсэн бөгөөд исгэх ургацыг нарийн чанд хянаж, хянаж чаддаг.
Hielscher Ultrasonics-ийн тусламжтайгаар хэт авианы процессын параметрүүдийг нарийн хянах' ухаалаг програм хангамжПроцессийн хяналт нь өндөр ургац, чанарын хувьд зайлшгүй шаардлагатай төдийгүй үр дүнг давтаж, хуулбарлах боломжийг олгодог. Ялангуяа эсийн үйлдвэрүүдийг өдөөх үед хэт авианы параметрүүдийг эсийн өвөрмөц дасан зохицох нь өндөр ургац олж авах, эсийн доройтлоос урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Тиймээс, Hielscher хэт авианы аппаратуудын бүх дижитал загварууд ухаалаг програм хангамжаар тоноглогдсон бөгөөд энэ нь sonication параметрүүдийг тохируулах, хянах, өөрчлөх боломжийг олгодог. Хэт авианы процессын параметрүүд, тухайлбал, далайц, температур, даралт, хэт авианы үргэлжлэх хугацаа, үүргийн мөчлөг, эрчим хүчний оролт зэрэг нь исгэх замаар HMO үйлдвэрлэлийг дэмжихэд чухал ач холбогдолтой юм.
Hielscher хэт авианы аппаратуудын ухаалаг програм хангамж нь нэгдсэн SD-карт дээрх бүх чухал процессын параметрүүдийг автоматаар бүртгэдэг. Sonication үйл явцыг автомат бичлэг хийх нь Үйлдвэрлэлийн сайн туршлага (GMP) -д шаардагдах процессийн стандартжуулалт ба давтагдах чадварын үндэс суурь юм.

Hielscher Ultrasonics Cascatrode

cascatrodeТМ хэт авианы урсгалын эсийн реактэд

Исгэх хэт авианы ректорууд

Hielscher Ultrasonics CascatrodeHielscher 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.
Урвалын сав дахь хэт авианы sonotrode-ийн байрлал нь дунд хэсэгт кавитаци болон бичил урсгалын тархалтад нөлөөлдөг. Sonotrode ба хэт авианы реакторыг эсийн шөл боловсруулах хэмжээтэй тохируулан сонгох хэрэгтэй. Sonication -ийг багц хэлбэрээр, тасралтгүй горимоор гүйцэтгэх боломжтой боловч үйлдвэрлэлийн өндөр хэмжээтэй тохиолдолд тасралтгүй урсгал суурилуулахыг ашиглахыг зөвлөж байна. Хэт авианы урсгалын эсийг дамжуулж, бүх эсийн орчин нь хамгийн үр дүнтэй эмчилгээг хангаж, sonication-тай ижил харьцаатай байдаг. Hielscher Ultrasonics нь өргөн хүрээний хэт авианы датчик ба урсгалын реакторууд нь хэт авианы био процессийн хамгийн тохиромжтой тохиргоог угсарч өгөх боломжийг олгодог.

Hielscher Ultrasonics – Лаборатороос Туршилт хүртэл

Hielscher Ultrasonics нь вандан-дээд ба туршилтын системд түүвэр бэлдэх зориулалттай гар хийцийн хэт авианы нэгэн төрлийн геногенизатор, түүнчлэн цагт ачааны машиныг хялбархан боловсруулдаг хүчирхэг үйлдвэрлэлийн хэт авианы төхөөрөмжийг санал болгодог. Суулгах, суурилуулах олон талт, уян хатан чанартай тул Hielscher хэт авианы аппаратыг бүх төрлийн багц реактор, тэжээлийн багц эсвэл тасралтгүй урсгалаар тохируулах боломжтой.
Төрөл бүрийн дагалдах хэрэгсэл, түүнчлэн өөрчлөн тохируулсан эд ангиуд нь таны хэт авианы тохиргоог таны үйл явцын шаардлагад нийцүүлэх боломжийг олгодог.
Бүрэн ачаалалтай, хүнд нөхцөлд 24/7 цагийн туршид баригдсан, Hielscher хэт авианы процессорууд найдвартай бөгөөд зөвхөн бага засвар үйлчилгээ шаарддаг.
Доорхи хүснэгтэд манай хэт авианы аппаратуудын ойролцоо хүчин чадлын процессыг харуулж байна:

багц-р боть урсгалын хэмжээ Зөвлөмж болгож буй төхөөрөмжүүд
1- 500мл 10-200мл / мин UP100H
10-2000 мл 20 - 400мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1-20L байна 0.2-4L / мин UIP2000hdT
10-100л 2-10л / мин UIP4000hdT
na 10-100л / мин UIP16000
na том нь кластер UIP16000

Холбоо барих! / АНУ-ын асуу!

Нэмэлт мэдээллийг асуу

Хэт авианы процессор, програм, үнийн талаар нэмэлт мэдээлэл авах бол доорх маягтыг ашиглана уу. Бид тантай процессын талаар ярилцаж, таны шаардлагад нийцсэн хэт авианы системийг санал болгоход баяртай байх болно!









Биднийг анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Hielscher Ultrasonics нь сарниулах, эмульсжүүлэх, эсийг задлах зориулалттай өндөр чанартай хэт авианы нэгэн төрлийн эм үйлдвэрлэдэг.

Өндөр хүчин чадалтай хэт авианы нэгэн төрлийн эм Лаборатори to нисгэгч болон Аж үйлдвэрийн масштаб.

Уран зохиол / Ашигласан материал



Баримтууд үнэ мэдэх

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)