Hielscher ультразвукова технологія

Біосинтетичне виробництво молочних олігосахаридів людини

Синтез біосинтезу людського молочного олігосахарів (HMOs) через ферментація або ферментативні реакції є складним, трудомістким і часто нетривалим процесом. Ультралікація збільшує масовий перехід між субстратними та клітинними фабриками, стимулює ріст клітин і метаболізм. Таким чином, ультразвуком посилюється ферментація та біо-хімічні процеси, що призводить до прискореного і більш ефективного виробництва HMOs.

Олігосахароз людини

У людини молоко Олігосахархади (HMOs), також відомий як людське молоко глюкоз, є молекули цукру, які є частиною групи олігосахарів. Видні приклади HMOs включають 2 '-fucosyllactose (2′-FL), Ладо-н-неотетрез (Ннт), 3 '-galactosyllactose (3′-GL) і difucosyllactose (DFL).
Хоча людське грудне молоко складається з більш ніж різних структур 150 HMO, тільки 2 ′-fucosyllactose (2 ′-FL) і lacto-N-neotetraose (Ннт) в даний час виробляються на комерційному рівні і використовуються як харчові добавки в дитячому формулою.
Молоко в олігосахархасі людини (HMOs) відомі своїм значущості в дитячому харчуванні. У людини молоко олігосахарі є унікальним типом поживних речовин, які виступають в якості пребіотиків, протиадгезійні антимікробні, імуномодулятори в кишечнику немовляти і вносять істотний внесок у розвиток мозку. HMOs є виключно в молочних залоз людини; Інші міліки ссавців (наприклад, корови, кози, вівці, верблюд і т. д.) не мають такої конкретної форми олігосахарства.
У людському молоці, який може бути присутній або розчиняється або емульцированний, або підвісна форма у воді, є третім найбільш поширеним твердим компонентом. Лактоза і жирні кислоти є найбільш рясні тверді речовини, знайдені в людському молоці. HMOs присутні в концентрації 0.35-0.88 унцій (9,9-40 г)/л. приблизно 200 конструктивно різні людського молочного олігосахарі відомі. Домінуючий олігоз в 80% всіх жінок становить 2′-fucosyllactose, який присутній в людському грудному молоці при концентрації приблизно 2,5 г/л.
Так як HMOs не перетравлюється, вони не калічно сприяють харчуванню. Будучи індіестірованние вуглеводи, вони функціонують як пребіотики і вибірково бродіння, бажано кишечника мікрофлори, особливо біфідобактерій.

Користь для здоров'я людини Олігосахархади (HMOs)

  • сприяти розвитку немовлят
  • мають важливе значення для розвитку мозку
  • має протизапальну і
  • Адгезійні ефекти в шлунково-кишковому тракті
  • підтримує імунну систему у дорослих
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

в Ультразвуковий процесор UIP2000hdT збільшує передачу маси і активізує клітинні заводи для підвищення врожайності біосинтезованих біологічних молекул, таких як HMOs

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Біосинтез людського молочного Олігосахарів

Клітинні заводи і ферментативні/хіміо-ферментативні системи є поточними технологіями, що використовуються для синтезу HMOs. Для виробництва HMO на промислових масштабах, ферментація заводів мікробної клітини, біо-хімічного синтезу, і різних ферментативних реакцій є здійсненними шляхами HMO біо-виробництва. З економічних причин, біо-синтез на заводах мікробної клітини в даний час є єдиною технікою, що використовується на промисловому рівні виробництва HMOs.

Ферментація HMOs з використанням заводів мікробної клітини

Кишкової палички, пивні дріжджі і Лактокоподібні, широко використовуються клітинні фабрики, що використовуються для біо-виробництва біологічних молекул, таких як HMOs. Ферментація є біохімічним процесом з використанням мікроорганізмів для перетворення субстрату на цільові біологічні молекули. Заводи мікробної клітини використовують прості цукри, як субстрат, який вони перетворюють на HMOs. Оскільки прості цукри (наприклад, лактоза) є рясними, дешеві підкладки, це зберігає біо-синтез процес економічно ефективним.
Зростання і коефіцієнт біоконверсії в основному залежить від масової передачі поживних речовин (підкладки) до мікроорганізмів. Коефіцієнт масової передачі є основним фактором, який впливає на синтез продукту під час бродіння. Ультралікація добре відома, щоб сприяти масовому передачі.
Під час бродіння умови в біореакторі повинні постійно контролюватися і регулюватися, щоб клітини могли рости якомога швидше, щоб потім виробляти цільові біомолекули (наприклад, олігосахариди, такі як HMOs; інсулін; рекомбінантні білки). Теоретично, формування продукту починається, як тільки клітинна культура починає зростати. Однак особливо в генетично модифікованих клітинах, таких як інженерні мікроорганізми, він зазвичай індукований пізніше, додаючи хімічну речовину в підкладку, яка підсилює експресію цільової біомолекули. Ультразвукові біореактори (соно-біореактор) можуть точно контролюватися і дозволяти специфічну стимуляцію мікробів. Це призводить до прискореного біосинтезу та підвищення врожайності.
Ультразвуковий лізис і екстракція: Бродіння складних HMOs може бути обмежене низькою бродіння титрів і продуктів, що залишилися внутрішньоклітинними. Ультразвуковий лізис і екстракція використовуються для вивільнення внутрішньоклітинного матеріалу перед очищенням і процесами потоку.

Ультрачно сприяли бродіння

Темпи росту мікробів, таких як Escherichia coli, інженери E.coli, Saccharomyces cerevisiae і Lactococcus lactis, можуть бути прискорені за рахунок збільшення швидкості передачі маси і проникності клітинної стінки шляхом застосування контрольованого низькочастотного ультразвуку. Як м'яка, не термічна техніка обробки, ультразвук застосовує чисто механічні сили в бродильному бульйоні.
Акустична кавітація: Принцип роботи sonication заснований на акустичній кавітації. Ультразвуковий зонд (сонотрод) пари низькочастотного ультразвуку d хвилі в середовищі. Ультразвукові хвилі проходять через рідину, створюючи чергування циклів високого тиску (стиснення) / низького тиску (рідкісного тиску). Стискаючи і розтягуючи рідину в чергування циклів, виникають хвилинні вакуумні бульбашки. Ці невеликі вакуумні бульбашки ростуть протягом декількох циклів, поки вони не досягнуть розміру, де вони не можуть поглинати будь-яку подальшу енергію. У цей момент максимального росту вакуумна бульбашка бурхливо викреслює і породжує локально екстремальні умови, відомі як явище кавітації. У кавітаційній «гарячій точки» можна спостерігати високий тиск і температурні диференціали і інтенсивні сили з підсівом з рідкими струменями до 280 м/сек. За допомогою цих кавітаційних ефектів досягається ретельна передача маси і сонопорація (перфорація клітинних стінок і клітинних мембран). Поживні речовини підкладки плавають до і в живі цілі клітини, так що клітинні заводи оптимально живиться і зростання, а також швидкість перетворення прискорюються. Ультразвукові біореактори є простою, але високоефективною стратегією переробки біомаси в однопотокових біосинтезах.
Точно контролюється, м'який ультразвуком добре відомо, щоб активізувати процеси бродіння.
Ультразвуком поліпшується "продуктивність багатьох біопроцесів, пов'язаних з живими клітинами через посилення субстрату поглинання, розширення виробництва або зростання за рахунок збільшення пористості клітин, і потенційно розширення випуску клітинних компонентів". (Naveena ET Al. 2015)
Дізнайтеся більше про ультразвукове бродіння!
Переваги Ультрачно Інтенсифікованого бродіння

  • збільшений урожай
  • Прискорене бродіння
  • Клітинна стимуляція
  • Посилений поглинання субстрату
  • Підвищена пористість клітин
  • проста в експлуатації
  • Безпечний
  • Прості ретро-підгонки
  • лінійне збільшення
  • Пакетне або тіньових обробки
  • швидкий рой

Naveena ET Al. (2015) виявив, що ультразвукова інтенсифікація пропонує ряд переваг під час біообробки, включаючи низькі експлуатаційні витрати в порівнянні з іншими підвищення варіантів лікування, простота експлуатації і скромні вимоги до влади.

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

Танк з ультраакулататорів 8 кВт і мішалки

Високопродуктивних ультразвукових реакторів бродіння

Процеси бродіння включають живі мікроорганізми, такі як бактерії або дріжджі, які функціонують як клітинні заводи. Хоча сокації застосовується для сприяння масової передачі і збільшення росту мікроорганізмів і коефіцієнт конверсії, важливо, щоб контролювати ультразвукову інтенсивність саме для того, щоб уникнути руйнування клітинних заводів.
Hielscher ультразвук є фахівцем в проектуванні, виробництві та розподілу високопродуктивних ультраакукатори, які можуть бути точно контролюється і контролюється для забезпечення чудовою врожайності бродіння.
Точний контроль над ультразвуковими параметрами процесу за Hielscher ультразвук' Інтелектуальне програмне забезпеченняПроцес контролю не тільки має важливе значення для високої врожайності та вищої якості, але дозволяє повторювати і відтворювати результати. Особливо, коли IST приходить на стимулювання клітинних заводів, клітинні специфічні адаптації параметрів сокації має важливе значення для досягнення високої врожайності та запобігання деградації клітин. Тому всі цифрові моделі Hielscher ультраакуляторів оснащені інтелектуальними програмами, що дозволяє налаштовувати, контролювати та переглядати параметри сокації. Ультразвукові параметри процесу, такі як амплітуда, температура, тиск, сонкації тривалості, мито циклів, а також введення енергії мають важливе значення для сприяння HMO виробництва через бродіння.
Розумне програмне забезпечення Hielscher ультраакукатори записує автоматично всі важливі параметри процесу на інтегровану SD-карту. Автоматичне записування даних процесу сокації є основою для процесу стандартизації та відтворюваності/повторюваність, які необхідні для хорошої виробничої практики (GMP).

Hielscher Ultrasonics Cascatrode

каскадродТМ в Ультразвуковий потік клітин реактора

Ультразвукові ректори для бродіння

Hielscher Ultrasonics CascatrodeHielscher пропонує ультразвукові зонди різного розміру, довжини і геометрії, які можуть бути використані для пакетних, а також безперервних проточних процедур. Ультразвукові реактори, також відомі як соно-біореактори, доступні для будь-якого обсягу, що покриває ультразвукову біообробку від невеликих лабораторних зразків до пілотного та повністю комерційного рівня виробництва.
Добре відомо, що розташування ультразвукового созонда в Реакційний посудині впливає на розподіл кавітаційних і мікро-потокового в середовищі. Сотроде і Ультразвуковий реактор слід підбирати відповідно до об'єму обробки комірного бульйону. Хоча сонкації можуть бути виконані в пакетному, а також в безперервному режимі, для високих обсягів виробництва рекомендується використання безперервного потоку установки. Проходячи через Ультразвуковий потік клітин, всі клітинні середовища отримує точно такий же вплив на сокації забезпечення найбільш ефективне лікування. Hielscher ультразвук широкий спектр ультразвукових зондів і потоків клітинних реакторів дозволяє зібрати ідеальне ультразвукове біопереробне налаштування.

Hielscher Ультразвук – Від Lab до пілота на виробництво

Hielscher ультразвук охоплює повний спектр ультразвукового обладнання пропонуючи компактні ручні ультразвукові гомогеніти для підготовки зразка до лави-Топ і пілотні системи, а також потужні промислові ультразвукові агрегати, які легко обробляти Фура на годину. Будучи універсальним і гнучким в установці і монтажу варіанти, Hielscher ультраакукатори можуть бути легко інтегровані в усі види пакетних реакторів, ФРС-партіями або безперервного потоку через установок.
Різні аксесуари, а також індивідуальні частини дозволяють ідеальна адаптація вашого ультразвукового налаштування до ваших вимог процесу.
Побудований для 24/7 операції під повним навантаженням і важким обов'язком у складних умовах, Hielscher ультразвукові процесори є надійними і вимагають тільки низького технічного обслуговування.
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
Від 1 до 500мл Від 10 до 200мл / хв UP100H
Від 10 до 2000мл Від 20 до 400мл / хв UP200Ht, UP400St
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT
застосовується Від 10 до 100 л / хв UIP16000
застосовується більший кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Hielscher ультразвук виробляє високоексплуатаційні ультразвукові Гомогенізатори для дисперсії, емульсифікації та видобутку клітин.

Високосилові ультразвукові Гомогенізатори з Лабораторія до пілот і Промисловий масштаб

Література/довідники



Факти варті знати

Біосинтез з використанням клітинних заводів

Фабрика мікробних клітин є методом біоінженерії, який використовує мікробні клітини як виробничий об'єкт. За допомогою генно-інженерних мікробів ДНК мікроорганізмів, таких як бактерії, дріжджі, грибки, клітини ссавців або водорості, модифікують перетворення мікробів на клітинні фабрики. Клітинні фабрики використовуються для перетворення субстратів в цінні біологічні молекули, які використовуються, наприклад, у виробництві продуктів харчування, фарми, хімії та палива. Різні стратегії біосинтезу на основі клітинної фабрики спрямовані на виробництво рідних метаболітів, експресію гетерологічних біосинтетичних шляхів або експресію білка.
Клітинні фабрики можуть бути використані або для синтезу рідних метаболітів, для вираження гетерологічних біосинтетичних шляхів, або для вираження білків.

Біосинтез рідних метаболітів

Рідні метаболіти визначаються як біологічні молекули, які клітини, використовувані як клітинна фабрика, виробляють природним чином. Клітинні фабрики виробляють ці біологічні молекули або внутрішньоклітинно, або засекретити речовину. Останнє віддає перевагу, оскільки полегшує поділ і очищення цільових сполук. Прикладами для рідних метаболітів є амінокислоти та нуклеїнові кислоти, антибіотики, вітаміни, ферменти, біоактивні сполуки та білки, вироблені з анаболічних шляхів клітини.

Біосинтетичні шляхи гетеролога

При спробі виробляти цікаве з'єднання, одним з найважливіших рішень є вибір виробництва в рідному хості, і оптимізувати цей хост, або передача шляху іншому відомому господарю. Якщо оригінальний хост може бути адаптований до промислового процесу бродіння, і немає ризиків, пов'язаних зі здоров'ям (наприклад, виробництво токсичних продуктів), це може бути бажаною стратегією (як це було, наприклад, для пеніциліну). Однак у багатьох сучасних випадках потенціал використання промислово бажаної клітинної фабрики та пов'язаних з нею платформних процесів не зважує складність перенесення шляху.

Експресія білка

Експресія білків може бути досягнута гомологічними і гетерологічними способами. При гомологічній експресії ген, який, природно, присутній в організмі, надмірно виражений. Завдяки цій надмірній експресії може бути вироблена вища врожайність певної біологічної молекули. Для гетерологічної експресії конкретний ген переноситься в клітину господаря в тому, що ген не присутній природним чином. Використовуючи клітинну інженерію та рекомбінантну технологію ДНК, ген вставляється в ДНК господаря, щоб клітина господаря виробляла (велику) кількість білка, який він не буде виробляти природним чином. Експресія білка робиться в різних господарів з бактерій, наприклад, наприклад, coli і Bacillis subtilis, дріжджі, наприклад, Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, волокнисті гриби, наприклад, як А. нігер, і клітини, отримані з багатоклітинних організмів, таких як ссавці і комахи. Незліченні білки представляють великий комерційний інтерес, в тому числі з сипучих ферментів, складних біофарктики, діагностики та дослідницьких реагентів. (пор. А.М. Дейві та ін. 2017)