Bioproces

Bioproces to specyficzny proces, w którym wykorzystuje się całe żywe komórki lub ich składniki (np. bakterie , enzymy , chloroplasty ) w celu uzyskania pożądanych produktów.

Transport energii i masy ma fundamentalne znaczenie dla wielu procesów biologicznych i środowiskowych. Obszary, od przetwórstwa spożywczego (w tym warzenia piwa), przez projektowanie termiczne budynków, po urządzenia biomedyczne , produkcję przeciwciał monoklonalnych , kontrolę zanieczyszczeń i globalne ocieplenie , wymagają wiedzy o tym, w jaki sposób energia i masa mogą być transportowane przez materiały (pęd, wymiana ciepła itp.). ).

Bioprzetwarzanie komórek

Bioprzetwarzanie terapii komórkowej to dyscyplina, która łączy dziedziny terapii komórkowej i bioprzetwarzania (tj. produkcji biofarmaceutycznej) i jest poddziedziną inżynierii bioprocesowej . Celem bioprzetwarzania terapii komórkowej jest ustanowienie powtarzalnych i solidnych procesów produkcyjnych do produkcji komórek terapeutycznych. Komercyjnie istotne bioprocesy będą:

  1. Wytwarzaj produkty, które zachowują wszystkie standardy jakości leków biofarmaceutycznych
  2. Dostarczaj zarówno kliniczne, jak i komercyjne ilości komórek terapeutycznych na różnych etapach rozwoju. Procesy i technologie produkcji muszą być skalowalne i
  3. Kontroluj koszt towarów (CoG) końcowego produktu leczniczego. Ten aspekt ma kluczowe znaczenie dla zbudowania podstaw opłacalnego komercyjnie przemysłu.

Bioprzetwarzanie w górę

Procesy wytwarzania komórek terapeutycznych można podzielić na procesy poprzedzające i procesy następcze. Proces upstream definiuje się jako cały proces od wczesnej izolacji i hodowli komórek, poprzez bankowanie komórek i namnażanie hodowli komórek, aż do ostatecznego zbioru (zakończenie hodowli i zebranie partii żywych komórek).

Oprócz wyzwań technologicznych, dotyczących skalowalności aparatury hodowlanej, w ostatnich latach pojawiło się szereg zagrożeń związanych z zaopatrzeniem w surowce [ kiedy? ] , w tym dostępność płodowej surowicy bydlęcej klasy GMP [ potrzebne źródło ] .

Wcześniejsza część bioprocesu odnosi się do pierwszego etapu, w którym drobnoustroje/komórki są hodowane, np. linie komórek bakteryjnych lub ssaczych (patrz hodowla komórkowa ), w bioreaktorach . Przetwarzanie upstream obejmuje wszystkie etapy związane z rozwojem inokulum, rozwojem pożywki, ulepszaniem inokulum za pomocą procesu inżynierii genetycznej, optymalizacją kinetyki wzrostu, tak aby rozwój produktu mógł się znacznie poprawić. Fermentacja ma dwie części: górną i dolną. Kolejnym krokiem po opracowaniu produktu jest oczyszczenie produktu w celu uzyskania pożądanej jakości. Gdy osiągną pożądaną gęstość (w przypadku hodowli okresowych i półciągłych), są zbierane i przenoszone do dalszej części bioprocesu.

Bioprzetwarzanie w dół

Dalsza część bioprocesu odnosi się do części, w której masa komórkowa z wcześniejszego etapu jest przetwarzana w celu spełnienia wymagań dotyczących czystości i jakości. Dalsza obróbka jest zwykle podzielona na trzy główne sekcje: rozbijanie komórek, sekcję oczyszczania i sekcję polerowania. Lotne produkty można oddzielić przez destylację zebranej kultury bez wstępnej obróbki. Destylację przeprowadza się pod zmniejszonym ciśnieniem w aparatach ciągłych. Przy obniżonym ciśnieniu możliwa może być destylacja produktu bezpośrednio z fermentora. Etapy dalszego przetwarzania to:

  1. Separacja biomasy: separacja biomasy (komórek drobnoustrojów) zwykle przeprowadzana przez wirowanie lub ultrawirowanie. Jeśli produktem jest biomasa, jest ona odzyskiwana do przetwarzania, a zużyta pożywka jest odrzucana. Jeśli produkt jest pozakomórkowy, biomasa zostanie odrzucona. Ultrafiltracja jest alternatywą dla wirowania.
  2. Rozerwanie komórki: jeśli pożądany produkt jest wewnątrzkomórkowy, biomasa komórkowa może zostać rozerwana, tak że produkt powinien zostać uwolniony. Ciało stałe-ciecz oddziela się przez odwirowanie lub filtrację, a resztki komórek odrzuca się.
  3. Zagęszczanie bulionu: Zużyte podłoże jest zagęszczane, jeśli produkt jest zewnątrzkomórkowy.
  4. Wstępne oczyszczanie metabolitów: W zależności od fizykochemicznej natury cząsteczki produktu zastosowano kilka metod odzyskiwania produktu z klarowanej sfermentowanej bulionu (wytrącanie itp.)
  5. Odwadnianie: Jeśli niewielka ilość produktu znajduje się w bardzo dużej objętości zużytego podłoża, objętość jest zmniejszana poprzez usuwanie wody w celu zatężenia produktu. Odbywa się to poprzez suszenie próżniowe lub odwróconą osmozę.
  6. Oczyszczanie metabolitów: jest to ostatni krok do uzyskania czystości produktu od 98 do 100%. Oczyszczony produkt miesza się z kilkoma obojętnymi składnikami zwanymi zaróbkami . Sformułowany produkt jest pakowany i wysyłany na rynek dla konsumentów.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioprocess&oldid=1138562178 ”