В последние годы благодаря генно-инженерным подходам развитие биотехнологий получило новый импульс в своем развитии, и это потребовало внедрения новых инновационных подходов к разработке как продуцентов, так и технологических процессов. Растущие потребности в производстве терапевтических белков и вакцин стимулируют развитие исследований, направленных на повышение продуктивности клеточных линий. Современный процесс разработки технологии включает в себя создание и отбор суперпродуцентов, обеспечивающих интенсификацию производственного процесса, получение новых конструкций. При этом, ядром процесса всегда остается живая биосистема, требующая постоянного контроля за ее состоянием и оперативного вмешательства для корректировки параметров, поддержание оптимальных условий для развития не просто нужной популяции микроорганизмов, но производства целевых продуктов. Главная задача технолога на любом биотехнологическом производстве – это обеспечение максимально благоприятных условий роста культуры с целью увеличения выхода целевого продукта. Контроль ферментации включает в себя целый ряд показателей. И это не только такие важные параметры процесса, контролируемые биореактором, как массоперенос, интенсивность перемешивания и сила сдвига, температура культивирования, но и важные показатели состояния собственно среды, в которой происходит ферментация. Состав культуры меняется в ходе биотехнологического процесса, и эти изменения необходимо постоянно контролировать с помощью внешних или встроенных анализаторов.
Автоматизация и компьютеризация биотехнологических процессов – неотъемлемая часть развития современного производственного процесса. Текущие сложности коснулись и этой отрасли, однако компания «Лакопа» нашла целый ряд современных решений от китайских партнеров, позволяющих решать стоящие перед биотехнологическими производствами задачи.
Основные причины недостаточного роста, связаны с истощением необходимых питательных веществ или накоплением вредных для роста метаболитов, поэтому важно отслеживать такие показатели, как содержание глюкозы, лактата, аминокислот (глутамина, глутамата, и т.д.), а также уровень ионов аммония, парциальное давление углекислого газа, рН среды. Таким образом, необходим комплексный анализ состава культуральной жидкости. Эти задачи решают специализированные анализаторы. Автоматизированные анализаторы от компании Siemantec (Китай) включают 2 вида анализа – анализа биохимических показателей на ферментативной мембране и анализ уровня различных ионов с помощью ионоселективных электродов. Менее чем за 2 минуты эти приборы выдают комплексные данные о составе образца (анализ до 10 параметров одновременно), позволяя быстро и с минимальными затратами получить полный спектр текущего состояния культуры и при необходимости внести корректировки в процесс.
Ферментативная мембрана состоит из слоя поликарбоната, слоя иммобилизованного фермента и слоя ацетата целлюлазы, где иммобилизованным ферментативным слоем может быть соответствующая оксидаза различных тестируемых субстратов (например, глюкозы). Когда образец вступает в контакт с ферментативной мембраной, он достигает иммобилизованного ферментативного слоя и катализирует субстрат образца с образованием перекиси водорода. Перекись водорода измеряется электродом перекиси водорода, и генерируется сигнал напряжения, из которого и вычисляется концентрация тестируемого субстрата. В прибор может устанавливаться одновременно несколько мембран с различными иммобилизованными ферментами, что дает возможность за один анализ получить полный спектр биохимических данных.
Кроме того, в прибор устанавливается электрохимический датчик – блок с ионоселективными электродами, каждый из которых чувствителен к определенному типу ионов. Например, аммонийный электрод чувствителен только к ионам аммония в растворе, а не к калию. Калиевые электроды чувствительны только к ионам калия в растворе и не чувствительны к ионам натрия и другим ионам. Каждый из электродов контактирует с проточным каналом через небольшое отверстие. Изменение активности ионов в растворе может быть преобразовано в изменение электродного потенциала. Логарифм активности ионов в растворе линейно зависит от потенциала электрода. Таким образом, получаются данные об ионном составе культуры.
Компания Siemantec представляет целую линейку анализаторов с автоматизированным разбавлением и калибровкой, с автосамплерами различной емкости. Прибор М-100 подходит для экспресс-тестов биохимических показателей. Приборы М-900 plus и М-2000 определяют как биохимические, так и электрохимические показатели и отличаются производительностью. Для определения парциального давления газов используется прибор G-100. Отдельно хотелось бы отметить онлайн-анализатор АР-100, который может контролировать биохимические и электрохимические показатели в 4 биореакторах с автоматическим пробоотбором, разбавлением и калибровкой. Временной интервал между анализами не превышает 15 минут. Все приборы имеют валидационные протоколы в соответствии со стандартами FDA CFR part 11.
Реклама ООО «Лакопа», ИНН: 9728013587
