Bakteriální fermentace
Bioreaktory s vysokým přenosem kyslíku pro mikrobiální fermentaci s vysokou hustotou buněk — sklo pro vývoj, nerezová ocel pro robustní výrobu — navržené na intenzivní provzdušňování a tepelnou zátěž, které tyto kultury vyžadují.
Výzva
Rekombinantní proteiny, průmyslové enzymy a plazmidová DNA téměř vždy začínají jako bakteriální fermentace. Konstrukční omezení se nikdy nemění: kmen, který se zdvojnásobí za dvacet minut, spotřebuje kyslík rychleji, než ho poddimenzovaný bioreaktor dokáže dodat. Nad přibližně 70 g/L celulární masy už rekombinantní E. coli není limitována substrátem — je limitována tím, kolik kyslíku projde fázovým rozhraním plyn–kapalina [1]. Z toho vyplývají dvě veličiny a právě podle nich dimenzujeme reaktor: objemový koeficient přenosu (kLa) a tepelná zátěž, kterou musí plášť odvést ve vrcholu růstu — bez ztráty sterility mezi po sobě jdoucími dávkami.
Proto se řada dělí na dvě. Ve vývoji je důležité vidět, co se děje uvnitř bioreaktoru — pěnění, zákal, nárůst na stěnách — a sklo to umožňuje. Ve výrobě je důležitý pracovní tlak, sterilizace na místě a životnost měřená v letech: odtud je to ocel.
Použitá technologie VINCI — míchaná nádoba s vysokým výkonem (sklo → ocel)
Míchané bioreaktory s vysokým specifickým výkonem, míchadla Rushton a prstencové spargery: kombinace, která udržuje přenos kyslíku, jaký vyžadují husté mikrobiální kultury, řízená systémem Bioflex™.
- Přenos kyslíku. Turbína Rushton zůstává povinnou volbou, když je potřeba vysoké kLa: působí radiálně, trhá bubliny a drží je v zóně míchání místo toho, aby je vytlačovala k hladině. Ve vícenásobné konfiguraci s prstencovým spargerem aplikační literatura uvádí maxima okolo 308 h⁻¹, což odpovídá OTR přibližně 350 mmol/L·h [2].
- Sklo ve vývoji, ocel ve výrobě. Skleněné bioreaktory pro vývoj metod a přímé pozorování; nerezová ocel 316L se SIP/CIP tam, kde záleží na reprodukovatelnosti, sterilitě a dlouhé životnosti.
- Odvod tepla. Pláště a hady dimenzované na metabolický vrchol, nikoli na průměr dávky: vrchol rozhoduje, zda teplota zůstane v pásmu.
- Kaskáda DO a recepty Bioflex™. Rozpuštěný kyslík kaskádově řídí míchání, průtok plynu a obohacování O₂ — včetně dávkování DO-stat — se zaznamenanými, reprodukovatelnými recepty.
Od výzkumu po výrobu, jedna platforma
Tytéž parametry a recepty Bioflex™ vás provedou od laboratorního stolu po průmyslovou škálu a snižují riziko přenosu mezi etapami.
Bioreaktory a fermentory sterilizovatelné in situ pro V&V
Série BioSIP.
Zobrazit systém →
Bioreaktory a fermentory sterilizovatelné in situ pro pilot a výrobu
Série BioFerm.
Zobrazit systém →
Velkokapacitní bioreaktory a fermentory sterilizovatelné in situ
Bioreaktory na míru.
Zobrazit systém →Výkonové ukazatele
Níže uvedená čísla jsou referenční hodnoty z publikované literatury a průmyslových aplikačních poznámek — nikoli výsledky dosažené společností VINCI ani jejími klienty.
- kLa až ~308 h⁻¹. Měřeno v míchaném bioreaktoru se dvěma 6lopatkovými míchadly Rushton a prstencovým spargerem — řádová hodnota, jakou vyžaduje hustá mikrobiální fermentace [2].
- Vysoká hustota buněk. Dokumentované fed-batch procesy s E. coli dosahují OD₆₀₀ ≈ 201, přibližně 76 g/L sušiny buněk [2].
- Dávkování DO-stat. Řízení rychlosti dávkování podle výkyvů rozpuštěného kyslíku je zavedenou cestou k vysoké hustotě a vysokým titrům rekombinantních proteinů [1][2].
Vědecké zdroje
- High cell density cultivation of E. coli for recombinant protein production (PMC)
- Průmyslová aplikační poznámka — kultura E. coli s vysokou hustotou buněk v míchaném bioreaktoru s míchadly Rushton a prstencovým spargerem (kLa ≈ 308 h⁻¹, OD₆₀₀ ≈ 201, sušina buněk ≈ 76 g/L)
Pojďme si promluvit o vašem procesu
Řekněte nám o své aplikaci: náš inženýrský tým odpoví do 24 hodin.
