Bakteriálna fermentácia
Bioreaktory s vysokým prenosom kyslíka pre mikrobiálnu fermentáciu s vysokou hustotou buniek — sklo pre vývoj, nerezová ocel pre robustnú výrobu — navrhnuté na intenzívne prevzdušňovanie a tepelnú záťaž, ktoré tieto kultúry vyžadujú.
Výzva
Rekombinantné proteíny, priemyselné enzýmy a plazmidová DNA takmer vždy začínajú ako bakteriálna fermentácia. Konštrukčné obmedzenie sa nikdy nemení: kmeň, ktorý sa zdvojnásobí za dvadsať minút, spotrebuje kyslík rýchlejšie, než ho poddimenzovaný bioreaktor dokáže dodať. Nad približne 70 g/L celulárnej masy už rekombinantná E. coli nie je limitovaná substrátom — je limitovaná tým, koľko kyslíka prejde fázovým rozhraním plyn–kvapalina [1]. Z toho vyplývajú dve veličiny a práve podľa nich dimenzujeme reaktor: objemový koeficient prenosu (kLa) a tepelná záťaž, ktorú musí plášť odviesť vo vrchole rastu — bez straty sterility medzi po sebe idúcimi dávkami.
Preto sa línia delí na dve. Vo vývoji je dôležité vidieť, čo sa deje vnútri bioreaktora — penenie, zákal, nárast na stenách — a sklo to umožňuje. Vo výrobe je dôležitý pracovný tlak, sterilizácia na mieste a životnosť meraná v rokoch: odtiaľ je to ocel.
Použitá technológia VINCI — miešaná nádoba s vysokým výkonom (sklo → ocel)
Miešané bioreaktory s vysokým špecifickým výkonom, miešadlá Rushton a prstencové spargery: kombinácia, ktorá udržiava prenos kyslíka, aký vyžadujú husté mikrobiálne kultúry, riadená systémom Bioflex™.
- Prenos kyslíka. Turbína Rushton zostáva povinnou voľbou, keď je potrebné vysoké kLa: pôsobí radiálne, trhá bubliny a drží ich v zóne miešania namiesto toho, aby ich vytláčala na hladinu. Vo viacnásobnej konfigurácii s prstencovým spargerom aplikačná literatúra uvádza maximá okolo 308 h⁻¹, čo odpovedá OTR približne 350 mmol/L·h [2].
- Sklo vo vývoji, ocel vo výrobe. Sklenené bioreaktory na vývoj metód a priame pozorovanie; nerezová ocel 316L so SIP/CIP tam, kde záleží na reprodukovateľnosti, sterilite a dlhej životnosti.
- Odvádzanie tepla. Plášte a hady dimenzované na metabolický vrchol, nie na priemer dávky: vrchol rozhoduje, či teplota zostane v pásme.
- Kaskáda DO a recepty Bioflex™. Rozpustený kyslík kaskádovo riadi miešanie, prietok plynu a obohacovanie O₂ — vrátane dávkovania DO-stat — so zaznamenanými, reprodukovateľnými receptami.
Od výskumu po výrobu, jedna platforma
Tie isté parametre a recepty Bioflex™ vás prevedú od laboratórneho stola po priemyselnú škálu a znižujú riziko prenosu medzi etapami.
Bioreaktory a fermentory sterilizovateľné in situ pre V&V
Séria BioSIP.
Pozrieť systém →
Bioreaktory a fermentory sterilizovateľné in situ pre pilot a výrobu
Séria BioFerm.
Pozrieť systém →
Veľkokapacitné bioreaktory a fermentory sterilizovateľné in situ
Bioreaktory na mieru.
Pozrieť systém →Výkonové ukazovatele
Nižšie uvedené čísla sú referenčné hodnoty z publikovanej literatúry a priemyselných aplikačných poznámok — nie výsledky dosiahnuté spoločnosťou VINCI ani jej klientmi.
- kLa až ~308 h⁻¹. Merané v miešanom bioreaktore s dvoma 6-lopatkovými miešadlami Rushton a prstencovým spargerom — rádová hodnota, akú vyžaduje hustá mikrobiálna fermentácia [2].
- Vysoká hustota buniek. Dokumentované fed-batch procesy s E. coli dosahujú OD₆₀₀ ≈ 201, približne 76 g/L sušiny buniek [2].
- Dávkovanie DO-stat. Riadenie rýchlosti dávkovania podľa výkyvov rozpusteného kyslíka je zavedenou cestou k vysokej hustote a vysokým titrom rekombinantných proteínov [1][2].
Vedecké zdroje
- High cell density cultivation of E. coli for recombinant protein production (PMC)
- Priemyselná aplikačná poznámka — kultúra E. coli s vysokou hustotou buniek v miešanom bioreaktore s miešadlami Rushton a prstencovým spargerom (kLa ≈ 308 h⁻¹, OD₆₀₀ ≈ 201, sušina buniek ≈ 76 g/L)
Pohovorme si o vašom procese
Povedzte nám o svojej aplikácii: náš inženiersky tím odpovie do 24 hodín.
