Hielscher ultrazvučna tehnologija

Biosynthetic Production of Human Milk Oligosaccharides

Biynna teza ljudskog mleka oligosaćidides (HMOs) putem fermentacije ili enmatic reakcija je složen, utrošan i često nizak proces. Ultrasoniranost povećava masovni transfer između supstratom i ćelijskih fabrika i podstiče rast ćelija i metabolizam. Time se pojačava Fermentacija i biohemijski procesi koji su rezultirajući ubrzanom i efikasnijom proizvodnjom HMOs.

Ljudski mleko Oligosacadži

Ljudski mleko oligosačadides (HMOs), poznata i pod nazivom glapkanti ljudskih mleka, jesu molekuli šećera, koji su deo grupe oligosaccharides. Istaknuti primeri HMOs-a su 2-tućosillaktošeta (2′-FL), lakto-N-neotetraozna (LNnT), 3 '-galactosyllaktoza (3′-GL), i difukosillaktošeta (DFL).
Dok se ljudski majčinsko mleko sastoji od više od različitih 150 HMO konstrukcija, samo 2 ′-učosillaktošeta (2 ′-FL) i Lacto-N-neotetraozne (LNnT) se trenutno proizvode na komercijalnom nivou i koriste se kao hraniladitivi u formuli novorođenčasa.
Ljudski mlijeko oligosaccharides (HMOs) poznata je po svom značaju u ishrani bebe. Ljudski mleko oligosaccharides je jedinstvena vrsta hranljivih materija, koja deluju kao prebiotici, anti-Lepko-Samolepljivi, i immunomodulatori u utrobi deteta i značajno doprinose razvoju mozga. HMOs se isključivo nalaze u mleku za ljudske grudi; druge sisice (npr. krava, koza, ovca, Kamila itd.) nemaju taj specifični oblik oligosaccharidesa.
Ljudski mleko oligosacćides je treća najobilnija čvrsta komponenta u ljudskom mleku, koja može biti prisutna ili u rastranom ili emulsnom ili suspendovanim oblikom u vodi. Laktoti i masne kiseline su najobilnije bujice koje se nalaze u ljudskom mleku. HMOs su prisutna u koncentracioni 0.35 – 0.88 unces (9.9 – 24.9 g)/L. oko 200 i više različitih ljudskih mleka oligosaccharicida su poznati. Dominantan oligosaccharid u 80% svih žena je 2′-učosillactošeta, koji je prisutan u ljudskom mleku, na koncentraciju od približno 2,5 GK.
S obzirom da HMOs nije zagušena, oni ne mogu da se korično doprinesu ishrani. Pošto se indigestible ugljenih hidrata, oni funkcionišu kao prebiotici i selektivno su proračunati od strane poželjne mikroflore, posebno bifidobakterija.

Zdravstvene prednosti ljudskog mleka Oligosacadides (HMOs)

  • Promovišite razvoj novorođenčadi
  • važni su za razvoj mozga
  • Ima antizapaljive i
  • anti-Samolepljivi efekti u gastro-crevnom traktu
  • podržava imuni sistem u odraslima
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

Тхе Ultrazvučni procesor UIP2000hdT povećava masovnu transfer i aktivira fabrike ćelija za veće prinosi biobioloških molekula kao što je HMOs

Захтев за информације




Obratite pažnju na naše Правила о приватности.


Bioynna teza ljudskog mleka Oligosačidides

Fabrike ćelija i enmatic/Chemo-enmatić sistemi su aktuelne tehnologije koje se koriste za sintezu HMOs. Za HMO proizvodnju na industrijskoj skali, fermentacija mikrobioloških fabrika ćelija, biohemijska sinteza, a različite enmatic reakcije su izvodljive metode HMO bioprodukcije. Iz ekonomskih razloga, Biosinteza preko mikrobioloških ćelijskih fabrika je trenutno jedina tehnika koja se koristi na industrijskom nivou HMOs.

Fermentacija HMOs-a upotrebom mikrobioloških fabrika

E. kola, Saccharomyces cerevisiae i Laktococcus laktis se najčešće koriste fabrike ćelija koje se koriste za bioprodukciju bioloških molekula kao što je HMOs. Fermentacija je biohemijski proces koji koristi mikro organizme kako bi pretvorio u ciljano biološke molekule. Mikrofagrijalne ćelije fabrike koriste jednostavne sugere kao substrate, koje se pretvaraju u HMOs. Pošto su jednostavne šećera (npr. laktoza) obilne, jeftine substrate, to zadržava proces za sintezu koji je bio delotvoran.
Stopu rasta i biokonverzije uglavnom utiču na masovni transfer hranljivih materija (substrate) mikroorganizama. Brzina prenosa mase je glavni faktor koji utiče na sintezu proizvoda tokom fermentacije. Ultrasonacija je dobro poznata da bi se unapredio masovni transfer.
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.

Ultrasonično promovisan Fermentacija

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.
Precizno kontrolisano, blag sonacija je dobro poznata prema intenziviranosti fermentacije.
Sonovi poboljšavaju "produktivnost brojnih biotokova koji uključuju žive ćelije putem poboljšanja podražavanja, povećane proizvodnje ili rasta povećanjem celiteta ćelija i potencijalno poboljšanih oslobađanjem komponenata ćelija". (Naveena et Al. 2015)
Read more about ultrasonically-assisted fermentation!
Prednosti Ultrasonično intenzivirane fermentacije

  • повећан принос
  • Ubrzanu fermentaciju
  • Stimulacija specifična za ćeliju
  • Poboljšano Substriranje Upuzata
  • Pojačanu Poritet ćelija
  • lak za rad
  • безбедан
  • Simple retro-uređenje
  • Linearna razmera
  • Obrada grupe ili Ininine
  • брзи РоИ

Naveena u Al. (2015) utvrđeno je da ultrasonova intenzivacija pruža nekoliko prednosti tokom bioprerade, uključujući male operativne troškove u poređenju sa drugim mogućnostima za poboljšanje, jednostavnošću rada i skromnim zahtevima za napajanje.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Rezervoar sa 8kw ultrasonicatori i solex

Ultrasonični Fermenti reaktori

Proces fermentacije uključuje i životne mikroorganizme kao što su bakterije ili kvast, koji funkcionišu kao fabrike ćelija. Dok se sonacija primenjuje na unapređenje masovne transfera i povećanja stope rasta i konverzije mikroorganizma, od ključnog je značaja kontrolisati ultrasonični intenzitet kako bi se izbeglo uništavanje ćelijskih fabrika.
Hielscher Ultrasonics je specijalista za projektovanje, proizvodnju i distribuciju visokokvalitetnih ultrazvučnika, koji se mogu precizno kontrolisati i nadgledati kako bi se osiguralo vrhunski prinosi.
Preciznu kontrolu nad ultrasonovim parametrima za obradu Hielscher Ultrasonics' inteligentan softverKontrola procesa nije bitna samo za visoke priniće i vrhunski kvalitet, već omogućava ponavljanje i reprodukovanje ishoda. Posebno kada je sistički došao do stimulacije ćelijskih fabrika, prilagođavanje parametara za sve ćelije je od suštinskog značaja za postizanje visokih prinosa i sprečavanje degradacije ćelija. Zbog toga su svi digitalni modeli Hielscher ultrasonicatora opremljeni inteligentnim softverom koji vam omogućava da prilagodite, nadgledate i revidirate parametre za soniranost. Ultrasonični parametri procesa kao što su pojačavanje, temperatura, pritisak, trajanje sonnosti, ciklusi i energetski unos neophodni su za promociju HMO produkcije putem fermentacije.
Pametni softver Hielscher ultrasonicatora automatski zapisuje sve važne parametre procesa na integrisanu SD-karticu. Automatsko zapisivanje podataka procesa sonse predstavlja temelj za standardizaciju procesa i reproduktivljivost/repetabilnost, koje su potrebne za dobru proizvodnu praksu (GMP).

Hielscher Ultrazvučni Kasatrode

kasatrodeTm na ultrasonijskom reaktoru ćelije

Ultrazvučni rektori za fermentaciju

Hielscher Ultrazvučni KasatrodeHielscher 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.
Dobro je poznato da lokacija ultrasonije na brodu utiče na distribuciju kavitacije i mikroprotoka unutar srednjeg. Sonotvozio i ultrasonični reaktor treba da se izaberu u skladu sa volumenom za obradu ćelije. Dok se sonovi mogu obavljati u grupi kao i u kontinuiranom režimu, za visoke volumene, preporučuje se korišćenje neprekidne instalacije protoka. Prolazeći kroz ultrasonični tok ćelija, ceo ćelijski medijum dobija istu izloženost da bi se osiguralo najefikasnije lečenje. Hielscher Ultrasonics širok spektar ultrazvučne sonde i reaktori ćelija toka omogućavaju sastaviti idealni ultrasonični instalacioni proces.

Хиелсцхер Ултрасонична терапија – Od laboratorije do pilot produkcije

Hielscher Ultrasonics pokriva kompletan spektar ultrasonske opreme koja nudi Kompaktne ručno održavane ultrasonatore za pripremu uzorka do vrhunskih i pilot sistema kao i moćne industrijske ultrasonske jedinice koje lako obrađuju kamione na sat. Biti raznovrstan i fleksibilan u opcijama ugradnje i montaže, Hielscher ultrasonicatori se lako mogu integrisati u sve vrste grupnih reaktora, federisanih grupa ili neprekidnih tokova.
Različiti pribor, kao i prilagođeni delovi omogućavaju idealno adaptaciju vašeg ultrasonovog podešavanja na zahteve procesa.
Stvoren za 24/7 operacija pod punim opterećenjem i teškom dužnošću u zahtevnim uslovima, Hielscher ultrasonični procesori su pouzdani i zahtevaju samo slabo održavanje.
Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

батцх tom Проток Препоручени уређаји
1 до 500 мл 10 до 200мЛ / мин УП100Х
10 до 2000мЛ 20 до 400мЛ / мин УП200Хт, УП400Ст
0.1 до 20Л 0.2 до 4Л / мин УИП2000хдТ
10 до 100Л 2 до 10Л / мин UIP4000hdT
Н.А. 10 до 100Л / мин УИП16000
Н.А. веће кластер УИП16000

Контактирајте нас! / Питајте нас!

Traži više informacija

Koristite donji obrazac da biste zatražili dodatne informacije o Ultrason, procesorima, aplikacijama i ceni. Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrasonični sistem koji ispunjava vaše zahteve!









Molimo vas da zabeležite naše Правила о приватности.


Hielscher Ultrasonics proizvodi visokokvalitetni ultrasonični homogeničari za disperziju, emulsifikaciju i vađenje ćelija.

Visokoenergetski Ultrazvučni homogenizeri iz Лаб до Pilot и Индустриал Skali.

Literatura/reference



Чињенице вреди знати

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)