Význam vývoje upstreamových procesů
Upstream proces (USP), také známý jako fermentační proces, je jednou z počátečních fází upstream biologického zpracování. Proces mikrobiální fermentace je zásadní pro buněčnou kulturu s vysokou hustotou a exogenní genovou expresi, která přímo ovlivňuje výtěžek a náklady biologických látek.
V raných fázích vývoje biologických látek (předklinické nebo fáze 1/2) je cílem vyvinout škálovatelné procesy bez zvířat se středním výnosem a splňující všechny standardy kvality produktů.
V pozdních fázích (fáze 3 nebo komerční) se zaměříme na výnos, robustnost, škálovatelnost a reprodukovatelnost, čímž vytvoříme nákladově efektivní proces. Činnosti, které se zabývají těmito problémy, jsou charakterizace procesů a studie validace procesů. Mezitím se obvykle používají nástroje kvality od návrhu (QbD) a návrhu experimentů (DoE).
Klíčová slova: vývoj procesu, optimalizace a validace, proces fermentace, mikrobiální buněčná fermentace, bakteriální fermentace, kvasnicová fermentace, vysokohustotní fermentace, inženýrská kmenová fermentace
Použití: Biofarmaceutický průmysl, humánní medicína, medicína zvířat, vakcína, rekombinantní biologika s velkou molekulou, rekombinantní biologika, biologické činidlo
USP řešení Yaohai Bio-Pharma
Yaohai Bio-Pharma těží z více než 10 let zkušeností s mikrobiální fermentací a má odborné znalosti, které vám pomohou vyřešit problémy s fermentačním procesem. Můžeme rychle zavést strategie fermentace s vysokou hustotou Escherichia coli (E. coli) periplazmatická sekrece, intracelulární exprese rozpustných nebo inkluzních tělísek a kvasinková extracelulární nebo intracelulární exprese.
Mezi naše dostupné služby obecného vývoje fermentace patří:
- Návrh procesu fermentace prováděný v malém měřítku 7 l v přítokovém režimu
- Třídávková validace procesu v 7L fermentorech
- Střední procesní měřítko až na 30L/70L
Můžeme flexibilně provádět multiparametrovou optimalizaci, abychom splnili požadovaný výnos nebo podíl, pomocí One-Time-A-Factor (OTAF) nebo Design-of-experiments (DoE).
Klíčové parametry fermentace jsou uvedeny takto:
Kompozice fermentačního média bez zvířat
Bez antibiotik nebo ne, objem inokula
Teplota růstu, pH, hladina rozpuštěného kyslíku (DO).
Režim krmení (např. dávkový)
Koncentrace induktoru (např. IPTG, methanol), indukční bod (vlhká hmotnost buňky/OD600),
Indukční teplota, indukční doba
atd.
Podrobnosti služby
| Služby |
Průběh procesu |
| Kultivace v třepací baňce (500 ml) |
Příprava média bez zvířat → Kultivace mikrobiálního semene → Kultivace na třepačce → Indukce → Sklizeň |
| Kultivace ve fermentoru (7 l) |
Příprava média bez zvířat → Kultivace mikrobiálního semene → Buněčná fermentace s vysokou hustotou v 7L bioreaktoru → Indukce → Sklizeň |
| Kontrola kvality proteinů/peptidů |
Předběžná úprava Intracelulární rozpustná exprese: Mikrobiální buňky sklizeň a resuspenze → Ultrazvukové drcení → Odstranění buněčné drti → Surový extrakt Exprese inkluzního tělíska: Mikrobiální buňky sklizeň a resuspenze → Ultrazvukové drcení → příprava inkluzního tělíska → Surový extrakt Extracelulární rozpustná exprese: Odběr supernatantu kultury → Koncentrace a pufr výměna → Surový extrakt Analýza kvality Surový extrakt jako vzorek → Analýza cílového proteinu pomocí SDS PAGE nebo Western blotting (WB) |
| Kontrola kvality plasmidů |
Předúprava a analýza kvality Extrakce plazmidu → Analýza DNA elektroforézou na agarózovém gelu |
Případová studie
Od našeho zákazníka jsme pověřeni zvýšením cílového výtěžku polypeptidového hormonu z 8 g/l na 10 g/l.
Na základě Full Factorial Design a Response Surface Design v nástrojích DoE jsme rychle rozpoznali a optimalizovali klíčové parametry fermentace. Při optimalizovaném procesu fermentace s vysokou hustotou buněk se hladina exprese zvýšila na 10 g/l.
Naše zkušenosti
- Pracovali jsme na různých typech mikrobiálních hostitelů, např. E. coli DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaPink kmen 1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) si Hansenula polymorpha (H. polymorpha).
- Máme zkušenosti s E. coli periplazmatická sekrece, exprese rozpustných a inkluzních tělísek, stejně jako intracelulární nebo extracelulární exprese kvasinek. Výtěžek inkluzního tělíska je až 10 g/l, zatímco výtěžek rozpustného proteinu se pohybuje od 0.5 do 15 g/l.
- Podíleli jsme se na vývoji a výrobě různých velkých molekul, včetně rekombinantních podjednotkových vakcín, viru podobných částic (VLP), hormonů (inzulín, GLP-1, růstový hormon), cytokinů (interleukin-2/IL-2, IL -15, IL-21), růstové faktory (EGF, FGF, NGF), nanoprotilátky/jednodoménové protilátky (sdAb), enzymy atd.
- Zařízení
Fermentační systém 7L*16
Cedex Bio Analyzer, Bioprocess analyzátor
CS
EN
AR
HR
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NE
PL
PT
RO
RU
ES
SV
IW
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
FA
AF
MS
BE
MK
UR
BN
