L'Importanza dello Sviluppo del Processo Upstream
Il processo upstream (USP), noto anche come processo di fermentazione, è una delle fasi iniziali della biotecnologia upstream. Il processo di fermentazione microbica è fondamentale per la coltura cellulare ad alta densità e l'espressione di geni esogeni, che influenzano direttamente il rendimento e il costo dei farmaci biologici.
Nelle fasi iniziali dello sviluppo di farmaci biologici (pre-clinico o fase 1/2), l'obiettivo è quello di sviluppare processi privi di componenti animali scalabili con un rendimento intermedio e conformi a tutti gli standard di qualità del prodotto.
Nelle fasi finali (fase 3 o commerciale), ci concentreremo su rendimento, robustezza, scalabilità e riproducibilità, generando un processo economicamente efficiente. Le attività che affrontano questi problemi sono lo studio della caratterizzazione del processo e la validazione del processo. Nello stesso tempo, vengono generalmente applicati strumenti come Quality by Design (QbD) e Design of Experiments (DoE).
Parole chiave: sviluppo del processo, ottimizzazione e validazione, processo di fermentazione, fermentazione di cellule microbiche, fermentazione batterica, fermentazione di lieviti, fermentazione ad alta densità, fermentazione di ceppi ingegnerizzati
Applicazione: industria biofarmaceutica, medicina umana, medicina veterinaria, vaccini, biologici ricombinanti a grande molecola, biologici ricombinanti, reagenti biologici
Soluzioni USP di Yaohai Bio-Pharma
Grazie a più di 10 anni di esperienza in fermentazione microbica, Yaohai Bio-Pharma ha la competenza per aiutare a risolvere le sfide legate al processo di fermentazione. Possiamo rapidamente stabilire strategie di fermentazione ad alta densità per Escherichia coli (E. coli) secrezione periplasmatica, espressione solubile intracellulare o corpo di inclusione, ed espressione extracellulare o intracellulare nei lieviti.
I nostri servizi disponibili per lo sviluppo generale della fermentazione includono:
- Progettazione del processo di fermentazione eseguita su scala ridotta di 7L in modalità fed-batch
- Validazione del processo in tre batch in fermentatori da 7L
- Un amplificazione del processo su scala intermedia a 30L/70L
Possiamo eseguire in modo flessibile un'ottimizzazione multiparametro per raggiungere il rendimento o la proporzione desiderata, utilizzando One-Time-A-Factor (OTAF) o Design-of-experiments (DoE).
I parametri chiave della fermentazione sono elencati di seguito:
Composizioni dei mezzi di fermentazione senza animali
Senza antibiotici o no, Volume dell'inoculo
Temperatura di crescita, pH, Livello di ossigeno dissolto (DO)
Modalità di alimentazione (ad esempio, fed-batch)
Concentrazione dell'induttore (ad esempio, IPTG, metanolo), Punto di induzione (peso umido delle cellule/OD600),
Temperatura di induzione, Tempo di induzione
ecc.
Dettagli del servizio
| Servizi |
Flusso di processo |
| Coltivazione in Flacone da Agitare (500 mL) |
Preparazione del mezzo senza animali → Coltivazione del seme microbico → Coltivazione in shaker → Induzione → Raccolta |
| Coltivazione in Fermentatore (7 L) |
Preparazione del mezzo senza animali → Coltivazione del seme microbico → Fermentazione ad alta densità cellulare in bioreattore da 7L → Induzione → Raccolta |
| Controllo di Qualità delle Proteine/Peptidi |
Pretreatment Espressione solubile intracellulare: Raccolta e risospensione delle cellule microbiche → Frantumazione ultrasonica → Rimozione dei detriti cellulari → Estratto grezzo Espressione di corpo inclusivo: Raccolta e risospensione delle cellule microbiche → Frantumazione ultrasonica → Preparazione del corpo inclusivo → Estratto grezzo Espressione solubile extracellulare: Raccolta del sobrante culturale → Concentrazione e scambio di tampone → Estratto grezzo Analisi della qualità Estratto grezzo come campione → Analisi della proteina target con SDS PAGE o Western blotting (WB) |
| Controllo di Qualità dei Plasmidi |
Pretrattamento e Analisi della Qualità → Estrazione del plasmide → Analisi del DNA tramite elettroforesi su gel di agarosio |
Studio di caso
Siamo incaricati dal nostro cliente di aumentare il rendimento del polipeptide ormonale obiettivo da 8 g/L a 10 g/L.
Basandoci sul Disegno Fattoriale Completo e sul Disegno della Superficie di Risposta negli strumenti DoE, abbiamo rapidamente riconosciuto e ottimizzato i parametri chiave della fermentazione. Sotto il processo ottimizzato di fermentazione ad alta densità cellulare, il livello di espressione è aumentato a 10 g/L.
Le nostre esperienze
- Abbiamo lavorato con vari tipi di microrganismi ospiti, ad esempio, E.Coli DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaPink strain1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) e Hansenula polymorpha (H. polymorpha) .
- Siamo esperti in E. coli secrezione periplasmatica, espressione solubile e di corpi inclusione, nonché espressione intracellulare o extracellulare in lieviti. Il rendimento dei corpi inclusione arriva fino a 10g/L, mentre il rendimento di proteine solubili varia da 0,5 a 15g/L.
- Siamo stati coinvolti nello sviluppo e nella produzione di vari molecole grandi, tra cui vaccini sottounitari ricombinanti, particelle simili a virus (VLPs), ormoni (insulina, GLP-1, ormone della crescita), citochine (Interleuchina-2/IL-2, IL-15, IL-21), fattori di crescita (EGF, FGF, NGF), nanocorpi/ anticorpi monodomio (sdAbs), enzimi, ecc.
- Apparecchiature
sistema di fermentazione 7L*16
Cedex Bio Analyzer, Analizzatore bioprocess
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