Hielscher Ultrason Teknolojisi

İnsan Sütü Oligosakkaritlerin Biyosentetik Üretimi

Fermantasyon veya enzimatik reaksiyonlar yoluyla insan sütü oligosakkaritlerin (HMO' lar) biyosentezi karmaşık, tüketen ve genellikle düşük verimli bir süreçtir. Ultrasonication substrat ve hücre fabrikaları ans arasındaki kütle transferini artırır hücre büyümesini ve metabolizmasını uyarır. Bu nedenle, sonication fermantasyon ve biyo-kimyasal süreçleri hdo hızlandırılmış ve daha verimli üretim sonuçlanan yoğunlaştırır.

İnsan Sütü Oligosakkaritler

İnsan sütü oligosakkaritler (HDO), ayrıca insan sütü glikanolarak bilinen, şeker molekülleri, oligosakkaritler grubunun bir parçası olan. HDO'ların belirgin örnekleri 2'-fucosyllactoz (2′-FL), lakto-N-neotetraoz (LNnT), 3'-galaktosyllactoz (3′-GL), ve difucosyllactoz (DFL).
İnsan sütü farklı 150 HMO yapılardan oluşurken, sadece 2′-fucosyllactoz (2′-FL) ve lacto-N-neotetraose (LNnT) şu anda ticari düzeyde üretilmektedir ve bebek formülünde besin katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.
İnsan sütü oligosakkaritler (HDO) bebek beslenmesi önemi ile bilinir. İnsan sütü oligosakkaritler, prebiyotikler, anti-yapışkan antimikrobiyaller ve bebeğin bağırsağı içindeki immünomodülatörler olarak hareket eden ve beyin gelişimine önemli ölçüde katkıda bulunan benzersiz bir besin türüdür. HDO'lar sadece insan sütünde bulunur; diğer memeli sütlerinde (örneğin, keçi, koyun, deve vb.) oligosakkaritlerin bu özel formu yoktur.
Human milk oligosaccharides are the third most abundant solid component in human milk, which can be present either in dissolved or emulsified or suspended form in water. Lactose and fatty acids are the most abundant solids found in human milk. HMOs are present in a concentration of 0.35–0.88 ounces (9.9–24.9 g)/ L. Approximately 200 structurally different human milk oligosaccharides are known. The dominant oligosaccharide in 80% of all women is 2′-fucosyllactoz, yaklaşık 2.5 g / L konsantrasyonda insan anne sütünde mevcut.
HDO'lar sindirilmediğinden beslenmeye kalori olarak katkıda bulunmaz. Sindirilemeyen karbonhidratlar olmak, onlar prebiyotikler olarak işlev ve seçici arzu bağırsak mikroflorası tarafından fermente edilir, özellikle bifidobacteria.

İnsan Süt Oligosakkaritler Sağlık Faydaları (HMO)

  • bebeklerin gelişimini teşvik
  • beyin gelişimi için önemlidir
  • anti-inflamatuar ve
  • gastro-intestinal sistemde anti-yapışkan etkiler
  • erişkinlerde bağışıklık sistemini destekler
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

Bu, Ultrasonik Işlemci Uıp2000hdt kütle transferini artırır ve HMO'lar gibi biyosentezlenmiş biyolojik moleküllerin daha yüksek verimiçin hücre fabrikalarını aktive eder

Bilgi talebi





İnsan Sütü Oligosakkaritlerin Biyosentezi

Hücre fabrikaları ve enzimatik / kemo-enzimatik sistemler HMO sentezi için kullanılan mevcut teknolojilerdir. Endüstriyel ölçekte HMO üretimi için, mikrobiyal hücre fabrikalarının fermantasyonu, biyo-kimyasal sentez ve farklı enzimatik reaksiyonlar HMO biyo-üretiminin uygulanabilir yollarıdır. Ekonomik nedenlerden dolayı, mikrobiyal hücre fabrikaları aracılığıyla biyo-sentez şu anda HDO'ların endüstriyel üretim düzeyinde kullanılan tek tekniktir.

Mikrobiyal Hücre Fabrikaları Kullanılarak HDO'ların Fermantasyonu

E.coli, Saccharomyces cerevisiae ve Lactococcus lactis yaygın olarak HMO gibi biyolojik moleküllerin biyo-üretimi için kullanılan hücre fabrikaları kullanılır. Fermantasyon, bir substratı hedeflenen biyolojik moleküllere dönüştürmek için mikro-organizmalar kullanılarak yapılan biyokimyasal bir süreçtir. Mikrobiyal hücre fabrikaları basit şekerleri substrat olarak kullanırlar ve bu şekerler HMO'lara dönüşürler. Basit şekerler (örneğin laktoz) bol, ucuz bir substrat olduğundan, biyo-sentez işlemini uygun maliyetli tutar.
Büyüme ve biyodönüşüm oranı esas olarak besinlerin (substrat) mikroorganizmalara kütle transferinden etkilenir. Kütle transfer hızı fermantasyon sırasında ürün sentezini etkileyen ana faktördür. Ultrasonication iyi kitle transferi teşvik bilinmektedir.
Fermantasyon sırasında, biyoreaktördeki koşullar, hedeflenen biyomolekülleri (örn. HDO'lar gibi oligosakkaritler; insülin gibi; rekombinant proteinler) üretmek için hücrelerin mümkün olduğunca çabuk büyüyebilmesi için sürekli olarak izlenmeli ve düzenlenmelidir. Teorik olarak, hücre kültürü büyümeye başlar başlamaz ürün oluşumu başlar. Ancak özellikle mühendislik mikroorganizmalar gibi genetiği değiştirilmiş hücrelerde genellikle daha sonra hedeflenen biyomolekülün ekspresyonunu düzenleyen substrata kimyasal bir madde eklenerek indüklenir. Ultrasonik biyoreaktörler (sono-biyoreaktör) hassas kontrol edilebilir ve mikropların özel stimülasyonu için izin. Bu da hızlandırılmış bir biyosentez ve daha yüksek verim sağlar.
Ultrasonik lysis ve ekstraksiyon: Karmaşık HMO'ların fermantasyonu düşük fermantasyon titreleri ve hücre içi kalan ürünlerle sınırlı olabilir. Ultrasonik lysis ve ekstraksiyon arınma ve aşağı akış işlemleri önce hücre içi malzeme serbest bırakmak için kullanılır.

Ultrasonik Teşvik Fermantasyon

Escherichia coli, mühendislik E.coli, Saccharomyces cerevisiae ve Lactococcus lactis gibi mikropların büyüme hızı kontrollü düşük frekanslı ultrasonication uygulanarak kitle transfer hızı ve hücre duvarı geçirgenliği artırılarak hızlandırılabilir. Hafif, termal olmayan işleme tekniği olarak, ultrasonication fermantasyon suyu içine tamamen mekanik kuvvetler uygular.
Akustik Kavitasyon: Sonication çalışma prensibi akustik kavitasyon dayanmaktadır. Ultrasonik sonda (sonotrode) çiftler düşük frekanslı ultrason d dalgalar içine orta. Ultrason dalgaları sıvı ile alternatif yüksek basınç (sıkıştırma) / düşük basınç (rarefaction) döngüleri oluşturarak seyahat. Sıvıyı alternatif döngülerde sıkıştırıp gererek dakika vakum kabarcıkları ortaya çıkar. Bu küçük vakum kabarcıkları daha fazla enerji absorbe edemez bir boyuta ulaşana kadar çeşitli döngüler üzerinde büyür. Maksimum büyüme bu noktada, vakum balonu şiddetle patlar ve yerel aşırı koşullar oluşturur, kavitasyon fenomeni olarak bilinen. Kavitasyonel "sıcak nokta"da, yüksek basınç ve sıcaklık farkları ve 280m/sn'ye kadar sıvı jetleri ile yoğun kesme kuvvetleri görülebilir. Bu kavitasyonel etkiler le, tam kütle transferi ve sonoporasyon (hücre duvarları ve hücre zarlarının perforasyonu) elde edilir. Substrat besinler ve yaşayan bütün hücrelere yüzen, böylece hücre fabrikaları en iyi beslenen ve büyüme yanı sıra dönüşüm oranları hızlandırılır. Ultrasonik biyoreaktörler basit, ama son derece etkili bir strateji bir pot biyosentez sürecinde biyokütle işlemek için vardır.
Tam kontrollü, hafif sonication fermantasyon süreçlerini yoğunlaştırmak için iyi bilinmektedir.
Sonication geliştirir "substrat alımını geliştirme yoluyla canlı hücreleri içeren birçok biyosüreçlerin üretkenliği, hücre gözenekliliği artırarak gelişmiş üretim veya büyüme, ve hücre bileşenlerinin potansiyel olarak geliştirilmiş serbest." (Naveena ve ark. 2015)
Ultrasonik destekli fermantasyon hakkında daha fazla bilgi edinin!
Ultrasonik Yoğun Fermantasyon Avantajları

  • artan verim
  • Hızlandırılmış Fermantasyon
  • Hücreye Özgü Stimülasyon
  • Gelişmiş Substrat Alımı
  • Artan Hücre Gözenekliliği
  • kolay kullanımlı
  • kasa
  • Basit Retro-Fitting
  • doğrusal bir ayarlama
  • Toplu İşleme
  • Hızlı ROI

Naveena et al. (2015) ultrasonik yoğunlaşma biyoişleme sırasında çeşitli avantajlar sunuyor bulundu, diğer arttırıcı tedavi seçenekleri ile karşılaştırıldığında düşük işletme maliyetleri de dahil olmak üzere, operasyon kolaylığı ve mütevazı güç gereksinimleri.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

8kW ultrasonicators ve ajitatör ile Tank

Yüksek Performanslı Ultrasonik Fermantasyon Reaktörleri

Fermantasyon süreçleri, hücre fabrikaları olarak işlev gören bakteri veya maya gibi yaşayan mikroorganizmaları içerir. Sonication kitle transferi teşvik etmek ve mikroorganizmanın büyüme ve dönüşüm oranını artırmak için uygulanır iken, hücre fabrikalarının imha önlemek için tam olarak ultrasonik yoğunluğunu kontrol etmek için çok önemlidir.
Hielscher Ultrasonik tasarımı, üretim ve yüksek performanslı ultrasonicators, tam olarak kontrol edilebilir ve üstün fermantasyon verimleri sağlamak için izlenebilir dağıtım uzmanıdır.
Hielscher Ultrasonik tarafından ultrasonik işlem parametreleri üzerinde hassas kontrol' akıllı yazılımProses kontrolü sadece yüksek verim ve üstün kalite için gerekli değildir, aynı zamanda sonuçları tekrarlamanızı ve çoğaltmanızı sağlar. Özellikle ist hücre fabrikalarının uyarılması söz konusu olduğunda, sonication parametrelerinin hücre özgü adaptasyonu yüksek verim elde etmek ve hücre bozulmasını önlemek için esastır. Bu nedenle, Hielscher ultrasonicators tüm dijital modelleri ayarlamak için izin veren akıllı yazılım ile donatılmıştır, izlemek, ve sonication parametreleri revize. Genlik, sıcaklık, basınç, sonication süresi, görev döngüleri ve enerji girişi gibi ultrasonik süreç parametreleri fermantasyon yoluyla HMO üretimini teşvik etmek için gereklidir.
Hielscher ultrasonicators akıllı yazılım otomatik olarak entegre SD-kart tüm önemli işlem parametrelerini kaydeder. Sonication sürecinin otomatik veri kaydı, İyi Üretim Uygulamaları (GMP) için gerekli olan proses standardizasyonu ve tekrarlanabilirlik / tekrarlanabilirlik için temelidir.

Hielscher ultrason Cascatrode

CascatrodeTm bir ultrasonik akış hücre reaktöründe

Fermantasyon için Ultrasonik Rektörler

Hielscher ultrason CascatrodeHielscher çeşitli boyut, uzunluk ve geometriler ultrasonik problar sunuyor, hangi toplu yanı sıra sürekli akış-tedaviler için kullanılabilir. Ultrasonik reaktörler, ayrıca sono-biyoreaktörler olarak bilinen, pilot ve tam ticari üretim seviyesine küçük laboratuvar örnekleri ultrasonik biyoişleme kapsayan herhangi bir hacim için kullanılabilir.
Bu reaksiyon kabında ultrasonik sonotrode konumu orta içinde kavitasyon ve mikro-streaming dağılımını etkilediği bilinmektedir. Sonotrode ve ultrasonik reaktör hücre suyu işleme hacmine göre seçilmelidir. Sonication toplu olarak ve sürekli modda yapılabilir iken, yüksek üretim hacimleri için sürekli akış yükleme si kullanılması tavsiye edilir. Bir ultrasonik akış hücresi geçerken, tüm hücre orta en etkili tedavi sağlayan sonication tam olarak aynı maruz alır. Ultrasonik problar ve akış hücre reaktörleri Hielscher Ultrasonik geniş bir yelpazede ideal ultrasonik biyoişleme kurulum monte sağlar.

Hielscher Ultrasonics – Laboratuvardan Pilota, Üretime

Hielscher Ultrasonics kolayca saatte kamyon ları işlemek güçlü endüstriyel ultrasonik birimlerin yanı sıra tezgah-top ve pilot sistemleri için örnek hazırlık için kompakt el ultrasonik homojenler sunan ultrasonik ekipman tam spektrum kapsar. Kurulum ve montaj seçenekleri çok yönlü ve esnek olmak, Hielscher ultrasonicators kolayca toplu reaktörler, beslenen toplu veya sürekli akış-kurulumları aracılığıyla her türlü entegre edilebilir.
Çeşitli aksesuarlar yanı sıra özelleştirilmiş parçalar süreç gereksinimlerine ultrasonik kurulum ideal adaptasyon için izin verir.
Tam yük altında 7/24 çalışma ve zorlu koşullarda ağır hizmet için inşa edilen Hielscher ultrasonik işlemciler güvenilirdir ve sadece düşük bakım gerektirir.
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:

Numune Hacmi Akış Oranı Önerilen Cihaz
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min Uıp4000hdt
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. daha büyük grubu UIP16000

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik işlemciler, uygulamalar ve fiyat hakkında ek bilgi istemek için lütfen aşağıdaki formu kullanın. Biz sizinle süreci tartışmak ve size gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmak için mutlu olacak!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Hielscher Ultrasonik dağılım, emülsifikasyon ve hücre çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homogenizers üretmektedir.

Yüksek güçlü ultrasonik homogenizers gelen laboratuvar için Pilot ve Endüstriyel ölçeği.

Edebiyat / Referanslar



Bilinmesi Gereken Gerçekler

Hücre Fabrikaları Kullanılarak Biyosentez

Mikrobiyal hücre fabrikası, mikrobiyal hücreleri üretim tesisi olarak kullanan bir biyomühendislik yöntemidir. Genetik mühendisliği mikroplar tarafından, bakteri, maya, mantar, memeli hücreleri veya yosun gibi mikroorganizmaların DNA hücre fabrikaları içine mikroplar dönüm değiştirilir. Hücre fabrikaları, gıda, ilaç, kimya ve yakıt üretiminde kullanılan değerli biyolojik moleküllere substratları dönüştürmek için kullanılır. Hücre fabrika tabanlı biyosentezin farklı stratejileri yerli metabolitlerin üretimini, heterolog biyosentetik yolların dışavurumunun veya protein ekspresyonunu hedeflemektedir.
Hücre fabrikaları ya yerli metabolitleri sentezlemek, heterolog biyosentetik yolları ifade etmek ya da proteinleri ifade etmek için kullanılabilir.

Yerli metabolitlerin biyosentezi

Yerli metabolitler, hücre fabrikası olarak kullanılan hücrelerin doğal olarak ürettiği biyolojik moleküller olarak tanımlanır. Hücre fabrikaları bu biyolojik molekülleri hücre içi veya salgılanan bir madde olarak üretirler. Hedeflenen bileşiklerin ayrıştırılmasını ve arınmasını kolaylaştırdığı için ikincisi tercih edilir. Yerli metabolitler için örnekler amino ve nükleik asitler, antibiyotikler, vitaminler, enzimler, biyoaktif bileşikler ve proteinler hücrenin anabolik yollarından üretilen vardır.

Heterolog Biyosentetik Yollar

Ilginç bir bileşik üretmeye çalışırken, en önemli kararlardan biri yerli konak üretim seçimi, ve bu ana bilgisayar optimize, ya da başka bir tanınmış ana bilgisayara yol transferi. Orijinal ana bilgisayar endüstriyel fermantasyon sürecine adapte edilebiliyorsa ve bunu yaparken sağlıkla ilgili bir risk yoksa (örneğin, zehirli yan ürünlerin üretimi), bu tercih edilen bir strateji olabilir (örneğin, penisilin için olduğu gibi). Ancak, birçok modern durumda, endüstriyel olarak tercih edilen bir hücre fabrikası ve ilgili platform süreçlerini kullanma potansiyeli, yolu aktarmanın zorluğundan daha ağır basmaktadır.

Protein İfadesi

Proteinlerin ekspresyonu homolog ve heterolog yollarla elde edilebilir. Homolog ifadede, bir organizmada doğal olarak bulunan bir gen aşırı ifade edilir. Bu aşırı ifade sayesinde, belirli bir biyolojik molekülün daha yüksek verim üretilebilir. Heterolog ifade için, belirli bir gen doğal olarak mevcut değildir bir konak hücreye aktarılır. Hücre mühendisliği ve rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak, gen konak hücredoğal olarak üretmek olmaz bir protein (büyük) miktarda üretir, böylece konak DNA'ya yerleştirilir. Protein ekspresyonu bakterilerden gelen çeşitli konaklarda yapılır, örneğin E. coli ve Bacillis subtilis, mayalar, örneğin, Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, filamentöz mantarlar, örneğin A. niger gibi, ve memeliler ve böcekler gibi çok hücreli organizmalardan elde edilen hücreler. Innummerous proteinler büyük ticari ilgi vardır, toplu enzimler de dahil olmak üzere, karmaşık biyo-ilaç, tanı ve araştırma reaktifleri. (cf. A.M. Davy ve ark. 2017)