Контроль критических параметров процесса культивирования с помощью спектроскопии в среднем ИК диапазоне

Контроль критических параметров процесса культивирования с помощью спектроскопии в среднем ИК диапазоне

Технология культивирования при высокой плотности клеток (HCDC) - это эффективный способ получения рекомбинантных белков в E. coli. Высокая плотность клеток может быть достигнута при условии, если образование ингибирующих рост побочных продуктов, таких как ацетат, сведено к минимуму. Причиной появления ацетата служит избыточный метаболизм, когда концентрация лимитирующего компонента субстрата (например, глюкозы) превышает критическое значение. В течение длительного времени не представлялось возможным напрямую измерять концентрацию ацетата, ввиду отсутствия систем онлайн анализа ацетата. Эту проблему удалось решить путем использования метода MIR-спектроскопии, позволяющего производить мониторинг параметров процесса в режиме реального времени. Использование принципиально нового подхода было рассмотрено на примере периодическом культивировании с подпиткой рекомбинантного штамма E. coli, продуцирующего зеленый флуоресцентный белок (GFP), в биореакторе Multifors 2.

Технические характеристики Multifors 2

  • 4 сосуда общим объемом 1,4 л
  • Сенсорный дисплей
  • Аэрация  - О2 и воздух с использованием контроллеров массового расхода
  • Охладитель отходящих газов
  • Каждый сосуд оснащен 4 перистальтическими насосами с автоклавируемыми головками
  • Контроль температуры (нагрев и охлаждение) осуществляется с помощью термоблока
  • Контроль за показателями pO2  и рН
  • Запись онлайн-параметров осуществляется с помощью программного обеспечения eve®
  • Опционально -  пеногашение /регулирование уровня пены

Для измерения концентрации ацетата использовался метод спектроскопии в среднем ИК-диапазоне. Данный метод широко применяется для мониторинга производственных процессов и скрининга биологически активных веществ в химической, фармацевтической промышленности из-за высокой информативности спектров. До сих пор данный метод не использовался для водных проб. Причиной этого является сильное поглощение воды в среднем инфракрасном диапазоне, в результате чего полученные значения общего поглощения не являются информативными. Благодаря использованию специальной проточная кюветы стало возможным использование MIR спектроскопии при работе с водными растворами.

При культивировании E. coli критическим параметром, ограничивающем жизнедеятельность микроорганизмов является ацетат. Это побочный продукт, который вырабатывается E. coli  в аэробных условиях в присутствии избытка глюкозы и ингибирует рост клеток и образование продукта. До сих пор этот параметр нельзя было измерять в режиме онлайн.

В данном примере культивирование проводилось в параллельном биореакторе Multifors 2. Для измерения концентрации ацетата применялся спектроскопический анализ с использованием средней области ИК-спектра. Скорость подпитки контролировалась с помощью саморегулирующегося контроллера, за счет чего концентрация ацетата поддерживалась на желаемом уровне. Выбранное для концентрации значение было ниже критического значения, при котором наблюдалось ингибирование роста. На основании экспериментальных исследований было показано, что концентрацию ацетата можно успешно регулировать. А клетки E.coli растут с критической удельной скоростью роста вплоть до плотности клеток 50 г л-1.

Работа биореактора Multifors 2 полностью отвечает всем необходимым требованиям. Несмотря на небольшой объем сосудов, биореакторы оснащаются достаточным количеством портов для того, чтобы можно было подключать MIR-устройство через систему фильтрации-пробоотбора в дополнение к подключению датчиков pH, pO2 и других устройств. Кроме того, система смешения газов позволяет смешивать воздух и кислород в любом процентном соотношении. Это обеспечивает достаточное количество кислорода, который необходим для получения высокой плотности клеток.

Акция! Оборудование Daihan Scientific со склада в Москве Акция! Оборудование Daihan Scientific со склада в Москве Всем желающим приобрести высококачественное оборудование для оснащения своей лаборатории представляется уникальная возможность получить необходимые единицы оборудования DAIHAN Scientific в течение 5 дней после оформления заказа!

Акция! Системы дозирования INTEGRA со скидкой до 40% Акция! Системы дозирования INTEGRA со скидкой до 40% Пришло время обновить парк своего лабораторного оборудования! Предложение от INTEGRA не только позволит Вам приобрести высококачественное оборудование, но и существенно сэкономить деньги. Многоканальная ручная пипетка EVOLVE, электронная пипетка VIAFLO и даже VOYAGER доступны со скидкой до 40%! Также Вам предоставляется уникальная возможность приобрести многофункциональный держатель для пипеток со скидкой до 50%. Акция действует до 29 июня 2018 года.

Акция на системы флеш-хроматографии и дистиллятор по Кьельдалю BUCHI Акция на системы флеш-хроматографии и дистиллятор по Кьельдалю BUCHI Группа Компаний «Фармконтракт» и компания BUCHI объявляют о старте акции на системы флеш-хроматографии Reveleris...

Новая серия вортексов OHAUS Новая серия вортексов OHAUS Испытайте вортексы OHAUS в своей лаборатории! Вортексы OHAUS успешно применяются в научно-исследовательской деятельности для повторного суспендирования жидкостей, смешивания реагентов, генотипирования, разрушения клеток и т. д.

Академия Дозирования: Техники дозирования и источники возможных ошибок Академия Дозирования: Техники дозирования и источники возможных ошибок 24 апреля в рамках 17-ой Международной выставки Аналитика Экспо состоялся традиционный семинар ГК «Фармконтракт» «Разработка и регистрация лекарственных средств» для аналитиков фармпредприятий и руководителей лабораторных комплексов. Данный семинар является надёжной платформой для обсуждения актуальных вопросов отрасли, таких как: организация деятельности GLP-лаборатории в условиях единого рыка ЕАЭС, оценка пригодности методики при испытании лекарственных средств на стерильность при разработке фармакопейной статьи, применение современного лабораторного оборудования в рутинной работе.

Инструментальные решения для анализа белков ProteinSimple Инструментальные решения для анализа белков ProteinSimple В рамках деловой программы выставки Аналитика Экспо специалисты компании-производителя оборудования для проведения анализа биологических объектов ProteinSimple выступили на семинаре «Разработка и регистрация лекарственных средств: аналитические аспекты» и рассказали собравшимся об инструментальных решениях для разработки, контроля качества и высвобождения действующего вещества. Как один из наиболее известных производителей оборудования для анализа в биофармацевтике, компания предлагает широкий ряд инструментальных решений для различных этапов биопроцесса: отбор клонов, оптимизация процесса, разработка состава, характеризация конечного продукта. В своем докладе специалисты компании особое внимание уделили прибору, применяемому на этапе отбора клонов, на базе методики вестерн-блоттинга - Wes™.