Ультразвуковая технология Хильшера

Биосинтетические производства молока человека олигосахариды

Биосинтез олигосахаридов молока человека (ГМО) с помощью ферментации или ферментативных реакций является сложным, потребляющим и часто низкоурожайным процессом. Ультразвуковая передача увеличивает массовую передачу между субстратом и клеточными фабриками ans стимулирует рост клеток и метаболизм. Таким образом, sonication усиливает брожения и биохимические процессы, что приводит к ускоренной и более эффективной выработке ГМО.

Человеческое молоко Олигосахариды

Олигосахариды молока человека (HMOs), также известные как гликаны молока человека, молекулы сахара, которые являются частью группы олигосахаридов. Известные примеры ГМО включают 2'-фукосиллактоз (2′-FL), лакто-Н-неотетраоза (LNnT), 3'-галактозилактоз (3′-GL), и дифукосиллактоза (DFL).
В то время как грудное молоко человека с использованием более 150 ХМО-структур, только 2"-фукозиллактоза (2'-FL) и лакто-Н-неотетраза (LNnT) в настоящее время производятся на коммерческом уровне и используются в качестве питательных добавок в детском питании.
Олигосахариды молока человека (HMOs) известны своим значением в детском питании. Олигосахариды молока человека являются уникальным типом питательных веществ, которые действуют как пребиотики, антиклейки противомикробные препараты и иммуномодуляторы в кишечнике ребенка и вносят существенный вклад в развитие мозга. HMOs находятся исключительно в грудном молоке человека; другие млекопитающие молока (например, корова, коза, овцы, верблюды и т.д.) не имеют эти конкретные формы олигосахаридов.
Олигосахариды молока человека являются третьим наиболее распространенным твердым компонентом в молоке человека, который может присутствовать либо в растворенной, либо эмульгированной или взвешенной форме в воде. Лактоза и жирные кислоты являются наиболее распространенными твердыми телами, найденными в молоке человека. HMOs присутствуют в концентрации 0.35-0.88 унций (9.9-24.9 g)/L. Приблизительно 200 структурно по-разному oligosaccharides людского молока знаны. Доминирующим олигосахаридом у 80% всех женщин является 2′-фукосиллактоза, которая присутствует в грудном молоке человека при концентрации примерно 2,5 г/л.
Поскольку ГМО не перевариваются, они не калорийно способствуют питанию. Будучи неразборчивыми углеводами, они функционируют как пребиотики и избирательно ферментируются желательно микрофлоры кишечника, особенно бифидобактерий.

Польза для здоровья oligosaccharides человека (HMOs)

  • способствовать развитию младенцев
  • важны для развития мозга
  • имеет противовоспалительные и
  • антиклезии в желудочно-кишечном тракте
  • поддерживает иммунную систему у взрослых
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

Teh Ультразвуковой процессор UIP2000hdT увеличивает массовую передачу и активирует клеточные фабрики для более высоких урожаев биосинтезных биологических молекул, таких как HMOs

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Биосинтез омыосакхариды молока человека

Сотовые фабрики и ферментативные/ химио-ферментативные системы являются современными технологиями, используемыми для синтеза ГМО. Для производства ГМО в промышленных масштабах брожение фабрик микробных клеток, биохимичный синтез и различные ферментативные реакции являются возможными способами биопроизводства ГМО. В силу экономических причин, био-синтез через микробные клеточные заводы в настоящее время является единственным методом, используемым на уровне промышленного производства HMOs.

Брожение HMOs с использованием микробных клеток заводов

E.coli, Saccharomyces cerevisiae и Lactococcus lactis широко используются клеточные фабрики, используемые для био-производства биологических молекул, таких как HMOs. Ферментация является биохимическим процессом с использованием микроорганизмов для преобразования субстрата в целевые биологические молекулы. Фабрики микробных клеток используют простые сахара в качестве субстрата, который они преобразуют в ГМО. Поскольку простые сахара (например, лактоза) являются обильным, дешевым субстратом, это позволяет био-синтезировать процесс экономически эффективным.
Рост и скорость биоконверсии в основном зависят от массовой передачи питательных веществ (субстрата) микроорганизмам. Скорость передачи массы является основным фактором, влияющим на синтез продукта во время брожения. Ультразвук хорошо известно, содействовать массовой передачи.
Во время брожения условия в биореакторе должны постоянно контролироваться и регулироваться, чтобы клетки могли расти как можно быстрее, чтобы затем производить целевые биомолекулы (например, олигосахариды, такие как HMOs; инсулин; рекомбинантные белки). Теоретически формирование продукта начинается, как только культура клеток начинает расти. Однако особенно в генетически модифицированных клетках, таких как модифицированные микроорганизмы, обычно индуцируется позже путем добавления химического вещества в субстрат, который upregulates выражение целевой биомолекулы. Ультразвуковые биореакторы (соно-биореактор) могут точно контролироваться и позволяют проводить специфическую стимуляцию микробов. Это приводит к ускоренному биосинтезу и более высоким урожаям.
Ультразвуковой лизис и экстракция: Ферментация сложных ГМО может быть ограничена низким брожением титрами и продуктами, остающихся внутриклеточными. Ультразвуковой лизис и экстракция используется для высвобождения внутриклеточного материала перед процессами очистки и вниз потока.

Ультрасоново содействие ферментации

Темпы роста микробов, таких как Escherichia coli, инженерии E.coli, Saccharomyces cerevisiae и Lactococcus лактиса может быть ускорена за счет увеличения скорости передачи массы и проницаемости клеточной стенки путем применения контролируемых низкочастотных ультразвуковых. Как мягкая, нетермическая обработка техники, ультразвуковая применяет чисто механические силы в ферментации бульона.
Акустическая кавитация: Принцип работы звуковой зависимости основан на акустической кавитации. Ультразвуковой зонд (sonotrode) пары низкочастотных ультразвука d волн в среду. Ультразвуковые волны проезжают через жидкость, создавая чередующиеся циклы высокого давления (сжатия) / низкого давления (редкое) давление. При сжатии и растяжении жидкости в чередующихся циклов, минутные вакуумные пузырьки возникают. Эти небольшие вакуумные пузыри растут в течение нескольких циклов, пока они не достигнут размера, где они не могут поглощать любую дальнейшую энергию. На данный момент максимального роста, вакуумный пузырь взрывается яростно и генерирует локально экстремальные условия, известные как явление кавитации. В кавитационной "горячей точке" наблюдаются разницы высокого давления и температуры и интенсивные силы сдвига с жидкими струями до 280 м/сек. Этими кавитационными эффектами достигается тщательная массовая передача и сонопорация (перфорация клеточных стенок и клеточных мембран). Питательные вещества субстрата плавают к и в living все клетки, TAK, ????, чтобы фабрики клетки оптимально питались и рост также, как коэффициенты преобразования ускоряются. Ультразвуковые биореакторы являются простой, но очень эффективной стратегией обработки биомассы в процессе биосинтеза с одним горшком.
Точно контролируемые, мягкие звуковые хорошо известно, активизировать процессы брожения.
Sonication улучшает "производительность многих биопроцессов с участием живых клеток за счет повышения поглощения субстрата, увеличение производства или роста за счет увеличения клеточной пористости, и потенциально повышенный выпуск компонентов клеток". (Naveena et al. 2015)
Узнайте больше о ультрасонически-ассистированном брожении!
Преимущества ультрасонически интенсивного брожения

  • увеличение урожайности
  • Ускоренное брожение
  • Клеточноспецифическая стимуляция
  • Расширенный субстрат поглощения
  • Повышенная пористость клеток
  • простой в эксплуатации
  • безопасно
  • Простая ретро-установка
  • линейное масштабирование
  • Пакет или Обработка inIine
  • быстрый RoI

Naveena et al. (2015) обнаружили, что ультразвуковая интенсификация дает ряд преимуществ при биообработке, включая низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими вариантами усовершенствования, простоту работы и скромные требования к мощности.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Танк с ультразвуковыми 8 кВт и агитатором

Высокопроизводительные ультразвуковые ферментационные реакторы

Процессы брожения включают живые микроорганизмы, такие как бактерии или дрожжи, которые функционируют как клеточные фабрики. В то время как sonication применяется для содействия массовой передачи и увеличения роста микроорганизмов и коэффициента конверсии, очень важно контролировать ультразвуковую интенсивность именно для того, чтобы избежать разрушения клеточных заводов.
Hielscher Ultrasonics является специалистом в области проектирования, производства и распространения высокопроизводительных ультразвуковых средств, которые могут точно контролироваться и контролироваться, чтобы обеспечить превосходные урожаи брожения.
Точный контроль над параметрами ультразвукового процесса hielscher Ultrasonics' интеллектуальное программное обеспечениеКонтроль процессов не только необходим для высоких урожаев и превосходного качества, но и позволяет повторять и воспроизводить результаты. Особенно, когда IST приходит к стимуляции клеточных заводов, клеточной адаптации параметров sonication имеет важное значение для достижения высоких урожаев и предотвращения деградации клеток. Поэтому все цифровые модели ультразвуковых хильшеров оснащены интеллектуальным программным обеспечением, которое позволяет регулировать, контролировать и пересматривать параметры звуковой ориентации. Ультразвуковые параметры процесса, такие как амплитуды, температура, давление, длительность звуковой обработки, циклы службы, и вход энергии имеют важное значение для содействия производству ГМО с помощью брожения.
Интеллектуальное программное обеспечение ультразвуковых хильшеров Hielscher автоматически записывает все важные параметры процесса на интегрированной SD-карте. Автоматическая запись данных процесса sonication являются основой для стандартизации процесса и воспроизводимости / повторяемости, которые необходимы для надлежащей производственной практики (GMP).

Hielscher Ультразвук Cascatrode

cascatrodeТм в ультразвуковом реакторе ячейки потока

Ультразвуковые ректоры для брожения

Hielscher Ультразвук CascatrodeHielscher предлагает ультразвуковые зонды различного размера, длины и геометрии, которые могут быть использованы для партии, а также непрерывный поток через процедуры. Ультразвуковые реакторы, также известные как соно-биореакторы, доступны для любого объема, охватывающего ультразвуковую биообработку от небольших лабораторных образцов до пилотного и полностью коммерческого уровня производства.
Хорошо известно, что расположение ультразвукового сонотрода в реакционном сосуде влияет на распределение кавитации и микропотока в среде. Сонотроде и ультразвуковой реактор следует выбирать в соответствии с объемом обработки клеточного бульона. В то время как sonication может быть выполнен в партии, а также в непрерывном режиме, для больших объемов производства рекомендуется использование непрерывного потока установки. Проходя через ультразвуковую клетку потока, вся клеточная среда получает точно такое же воздействие звукового обеспечения наиболее эффективного лечения. Hielscher Ultrasonics широкий спектр ультразвуковых зондов и реакторов потока клеток позволяет собрать идеальную ультразвуковую установку биообработки.

Hielscher Ультразвук – От лаборатории к пилоту к производству

Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр ультразвукового оборудования, предлагающего компактные ручные ультразвуковые гомогенизаторы для подготовки образцов к скамейке-топ и экспериментальных систем, а также мощные промышленные ультразвуковые единицы, которые легко обрабатывают грузовики в час. Будучи универсальными и гибкими в установке и монтаже, ультразвуковые изоляторы Hielscher могут быть легко интегрированы во все виды пакетных реакторов, подачи партий или непрерывного потока через установки.
Различные аксессуары, а также индивидуальные детали позволяют идеально адаптировать ваши ультразвуковые установки к вашим требованиям процесса.
Построенные для круглосуточной работы при полной нагрузке и большой грузоподъемности в сложных условиях, ультразвуковые процессоры Hielscher являются надежными и требуют только низкого технического обслуживания.
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
От 1 до 500 мл От 10 до 200 мл / мин UP100H
От 10 до 2000 мл От 20 до 400 мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4L / мин UIP2000hdT
От 10 до 100 литров От 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
не доступно От 10 до 100 л / мин UIP16000
не доступно больше кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, приложениях и цене. Мы будем рады обсудить ваш процесс с Вами и предложить вам ультразвуковую систему, отвечая вашим требованиям!









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы для дисперсии, эмульгации и извлечения клеток.

Высокомощные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория в пилот а также промышленные масштаб.

Литература / Ссылки



Полезные сведения

Биосинтез с использованием сотовых фабрик

Фабрика микробных клеток метод биоинженерии, который использует микробные клетки в качестве производственного объекта. С помощью генетически модифицированных микробов ДНК таких микроорганизмов, как бактерии, дрожжи, грибы, клетки млекопитающих или водоросли, модифицируется, превращая микробы в клеточные фабрики. Фабрики клеток используются для преобразования субстратов в ценные биологические молекулы, которые используются, например, в пищевой, фармацевтической, химической и топливной промышленности. Различные стратегии клеточного заводского биосинтеза направлены на производство местных метаболитов, экспрессию гетерологических биосинтетических путей или экспрессии белка.
Фабрики клеток можно использовать или синтезировать родные метаболиты, выразить гетерологичные биосинтетические пути, или выразить протеины.

Биосинтез местных метаболитов

Родные метаболиты определяются как биологические молекулы, которые клетки, используемые в качестве клеточной фабрики, производят естественным образом. Клеточные фабрики производят эти биологические молекулы либо внутриклеточно, либо секретное вещество. Последний является предпочтительным, поскольку он облегчает разделение и очистку целевых соединений. Примерами местных метаболитов являются аминокислоты и нуклеиновые кислоты, антибиотики, витамины, ферменты, биологически активные соединения и белки, вырабатываемые из анаболических путей клеток.

Гетерологиус Биосинтетические пути

При попытке создать интересное соединение, одним из самых важных решений является выбор производства в родном хосте, и оптимизация этого хоста, или передача пути другому известному хозяину. Если исходный хост может быть адаптирован к промышленному процессу брожения, и при этом нет никаких рисков, связанных со здоровьем (например, производство токсичных побочных продуктов), это может быть предпочтительной стратегией (как это было в случае, например, для пенициллина). Тем не менее, во многих современных случаях, потенциал использования промышленно предпочтительных сотовых заводов и связанных с ними процессов платформы из весит трудности передачи пути.

Выражение белка

Выражение белков может быть достигнуто с помощью гомологии и гетерологии способами. В гомологичном выражении ген, который естественным образом присутствует в организме, является чрезмерно выраженным. Благодаря этому чрезмерному выражению может быть получена более высокая урожайность определенной биологической молекулы. Для гетерологичной экспрессии, конкретный ген передается в клетку-хозяина в том, что ген не присутствует естественным путем. Используя клеточную инженерию и рекомбинантную технологию ДНК, ген вставляется в ДНК хозяина, так что клетка-хозяин производит (большое) количество белка, который он не будет производить естественным путем. Выражение белка осуществляется в различных хозяев из бактерий, например, кишечной палочки и Bacillis subtilis, дрожжи, например, Klyuveromyces лактис, Pichia pastoris, S. cerevisiae, нитевидные грибы, например, как A. niger, и производные клетки из многоклеточных организмов, таких как млекопитающие и насекомые. Неимущие белки представляют большой коммерческий интерес, в том числе из наливных ферментов, сложных биофаромпрепаций, диагностики и исследовательских реагентов. (ср. А.М. Дэви и др. 2017)