Значимость разработки процессов в верхнем потоке
Процесс верхнего потока (USP), также известный как ферментационный процесс, является одной из начальных фаз биообработки в верхнем потоке. Процесс микробной ферментации критически важен для высокой плотности клеточной культуры и выражению чужеродных генов, что напрямую влияет на выход и стоимость биопрепаратов.
На ранних этапах разработки биопрепаратов (доклинический или фаза 1/2) основное внимание уделяется созданию масштабируемых процессов без использования продуктов животного происхождения с промежуточным выходом и соблюдением всех стандартов качества продукции.
На поздних этапах (фаза 3 или коммерческая) мы сосредотачиваемся на выходе продукта, надежности, масштабируемости и воспроизводимости, создавая экономически эффективный процесс. Деятельность, направленная на решение этих вопросов, включает характеристики процесса и исследования по его валидации. При этом обычно применяются инструменты проектирования качества (QbD) и планирования экспериментов (DoE).
Ключевые слова: разработка процесса, оптимизация и валидация, процесс ферментации, микробная клеточная ферментация, бактериальная ферментация, дрожжевая ферментация, высокоплотная ферментация, ферментация инженерных штаммов
Применение: биофармацевтическая промышленность, медицина для человека, ветеринария, вакцины, рекомбинантные крупные молекулы биологических препаратов, рекомбинантные биопрепараты, биологические реактивы
Решения USP от Yaohai Bio-Pharma
Благодаря более чем 10-летнему опыту микробной ферментации, компания Yaohai Bio-Pharma обладает экспертизой для решения проблем ферментационных процессов. Мы можем быстро разработать стратегии высокоплотной ферментации для Escherichia coli (E. coli) периплазматического секреции, внутриклеточного растворимого или инклюзионного тела выражения, а также внеклеточного или внутриклеточного выражения дрожжей.
Наши доступные общие услуги по разработке ферментации включают:
- Проектирование ферментационного процесса в малом масштабе 7 л в режиме подачи питательной смеси
- Трехэтапная валидация процесса в биореакторах объемом 7 л
- Промежуточное масштабирование процесса до 30л/70л
Мы можем гибко проводить многопараметрическую оптимизацию для достижения желаемой выходной продукции или пропорции, используя метод Один-Фактор-За-Раз (OTAF) или Планирование экспериментов (DoE).
Основные параметры ферментации перечислены ниже:
Составы сред для ферментации без компонентов животного происхождения
Безантибиотичный или нет, объем инокулянта
Температура роста, pH, Уровень растворенного кислорода (DO)
Режим подачи (например, полус bach)
Концентрация индуктора (например, IPTG, метанол), Точка индукции (влажный вес клеток/OD600),
Температура индукции, Время индукции
и т.д.
Детали услуги
| Услуги |
Процессный поток |
| Культивирование в колбе для встряхивания (500 мл) |
Подготовка среды без компонентов животного происхождения → Культивирование микробной закваски → Культивирование в шейкере → Индуцирование → Сбор урожая |
| Культивирование в ферментере (7 л) |
Подготовка среды без компонентов животного происхождения → Культивирование микробной закваски → Высокоплотное клеточное ферментирование в биореакторе объемом 7 л → Индуцирование → Сбор урожая |
| Контроль качества белков/пептидов |
Предварительная обработка. Внутриклеточное растворимое выражение: сбор и реsuspendирование микробных клеток → Ультразвуковое дробление → Удаление обломков клеток → Начальный экстракт. Выражение инклюзионных телец: сбор и реsuspendирование микробных клеток → Ультразвуковое дробление → Подготовка инклюзионных телец → Начальный экстракт. Внеклеточное растворимое выражение: сбор супернатанта культуры → Концентрация и обмен буфером → Начальный экстракт. Анализ качества. Начальный экстракт как образец → Анализ целевого белка методом SDS-PAGE или западного блоттинга (WB) |
| Контроль качества плазмид |
Предварительная обработка и анализ качества → Извлечение плазмидной ДНК → Анализ ДНК методом агарозного гель-электрофореза |
Изучение кейса
По поручению нашего клиента мы должны увеличить выход целевого полипептидного гормона с 8 г/л до 10 г/л.
На основе полного факториального дизайна и анализа поверхности ответа в инструментах DoE мы быстро выявили и оптимизировали ключевые параметры ферментации. При оптимизированном процессе ферментации с высокой плотностью клеток уровень экспрессии увеличился до 10 г/л.
Наш опыт
- Мы работали с различными типами микробных хостов, например, Коли-бактерии DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaPink strain1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) и Hansenula polymorpha (H. polymorpha) .
- У нас есть опыт работы с E. coli секрецией периплазматического пространства, растворимым и выражением в inclusion body, а также внутриклеточным или внеклеточным выражением в дрожжах. Выход inclusion body достигает 10г/Л, тогда как выход растворимого белка колеблется от 0,5 до 15г/Л.
- Мы принимали участие в разработке и производстве различных крупных молекул, включая рекомбинантные субъединичные вакцины, вирусоподобные частицы (VLP), гормоны (инсулин, GLP-1, гормон роста), цитокины (Интерлейкин-2/IL-2, IL-15, IL-21), факторы роста (EGF, FGF, NGF), нанотеллы/однодоменные антитела (sdAbs), ферменты и т.д.
- Оборудование
система ферментации объемом 7Л*16
Анализатор Cedex Bio, Анализатор биопроцессов
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
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
