Nūhou - Ka nānā 'ana i nā pae pH ma ka Bio Pharmaceutical Fermentation Process

He kuleana koʻikoʻi ka pH electrode i ke kaʻina hana fermentation, e lawelawe nui ana e nānā a hoʻoponopono i ka acidity a me ka alkalinity o ka broth fermentation. Ma ke ana mau ʻana i ka waiwai pH, hiki i ka electrode ke hoʻomalu pono i ke kaiapuni fermentation. Aia kekahi electrode pH maʻamau i kahi electrode sensing a me kahi electrode kuhikuhi, e hana ana ma ke kumu o ka hoʻohālikelike Nernst, e hoʻokele ana i ka hoʻololi ʻana o ka ikehu kemika i nā hōʻailona uila. Ua pili pono ka ikehu electrode i ka hana o na iona hydrogen i loko o ka hopena. Hoʻoholo ʻia ka waiwai pH ma ka hoʻohālikelike ʻana i ka ʻokoʻa ʻokoʻa i ana ʻia me ka hopena buffer maʻamau, e ʻae ana i ka calibration pololei a hilinaʻi. Mālama kēia ʻano ana i ka hoʻoponopono pH paʻa i loko o ke kaʻina hana fermentation, ma laila e kākoʻo ai i ka hana microbial a i ʻole ke kelepona a me ka hōʻoia ʻana i ka maikaʻi o ka huahana.

Pono ka hoʻohana pono ʻana o nā electrodes pH i nā ʻanuʻu hoʻomākaukau, me ka hoʻoulu ʻana i ka electrode-i loaʻa ma ka hoʻokomo ʻana i ka electrode i loko o ka wai i hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole ka pH 4 buffer solution—e hōʻoia i ka pane kūpono a me ke ana pololei. No ka hoʻokō ʻana i nā koi koʻikoʻi o ka ʻoihana fermentation biopharmaceutical, pono e hōʻike nā electrodes pH i nā manawa pane wikiwiki, kiʻekiʻe kiʻekiʻe, a me ka paʻa ma lalo o nā kūlana sterilization paʻakikī e like me ke kiʻekiʻe-temperature steam sterilization (SIP). Hiki i kēia mau hiʻohiʻona ke hana pono i nā kaiapuni sterile. No ka laʻana, i ka hana glutamic acid, pono ka nānā pono ʻana i ka pH no ka hoʻomalu ʻana i nā ʻāpana koʻikoʻi e like me ka mahana, ka oxygen dissolved, ka wikiwiki a me ka pH ponoʻī. ʻO ka hoʻoponopono pololei ʻana o kēia mau ʻano hoʻololi e pili pono i ka hua a me ka maikaʻi o ka huahana hope. ʻO kekahi mau electrodes pH kiʻekiʻe, e hōʻike ana i nā membrane aniani kūpaʻa kiʻekiʻe a me nā ʻōnaehana kuhikuhi polymer gel pre-pressurized, e hōʻike ana i ke kūpaʻa kūʻokoʻa ma lalo o nā kūlana wela a me ke kaomi, e kūpono loa ia no nā noi SIP i nā kaʻina hana fermentation meaʻai. Eia kekahi, ʻo kā lākou mau mana anti-fouling ikaika e ʻae i ka hana maʻamau ma waena o nā broths fermentation like ʻole. Hāʻawi ʻo Shanghai Boqu Instrument Co., Ltd. i nā koho hoʻohui electrode, hoʻonui i ka maʻalahi o ka mea hoʻohana a me ka hoʻohui ʻana o ka ʻōnaehana.

No ke aha e pono ai ka nānā ʻana i ka pH i ka wā o ka fermentation o nā biopharmaceuticals?

I ka biopharmaceutical fermentation, pono ka nānā ʻana i ka manawa maoli a me ka mālama ʻana i ka pH no ka hana kūleʻa a no ka hoʻonui ʻana i ka hua a me ka maikaʻi o nā huahana i makemake ʻia e like me nā antibiotics, nā kano, nā antibodies monoclonal, a me nā enzymes. ʻO ke kumu, hana ka mana pH i kahi kaiaola physiological maikaʻi loa no nā microbial a i ʻole nā pūnaewele mammalian-e hana ana ma ke ʻano he "hale hana ola" - e ulu a synthesize i nā pūhui therapeutic, e like me ka hoʻoponopono ʻana o ka poʻe mahiʻai i ka pH lepo e like me nā koi o nā mea kanu.

1. E mālama pono i ka hana kelepona
Ke hilinaʻi nei ka fermentation i nā pūnaewele ola (e laʻa, nā keena CHO) e hana i nā biomolecules paʻakikī. Hoʻopili nui ʻia ka metabolism kelepona i ka pH kaiapuni. ʻO nā enzyme, ka mea nāna e hoʻoulu i nā hopena biochemical intracellular a pau, loaʻa ka pH optima haiki; ʻO nā haʻalele ʻana mai kēia pae hiki ke hōʻemi nui i ka hana enzymatic a i ʻole ke kumu denaturation, impairing metabolic function. Hoʻohui ʻia, ʻo ka lawe ʻana i nā meaʻai ma o ka membrane cell-e like me ka glucose, nā amino acids, a me nā paʻakai inorganic-ua pili ka pH. Hiki i nā pae pH haʻahaʻa ke keʻakeʻa i ka absorption o nā meaʻai, e alakaʻi ana i ka ulu suboptimal a i ʻole metabolic imbalance. Eia kekahi, hiki i nā koina pH koʻikoʻi ke hoʻololi i ka pono o ka membrane, ka hopena i ka leakage cytoplasmic a i ʻole cell lysis.

2. E ho'ēmi i ka hoʻokumu ʻana o ka huahana a me ka ʻōpala substrate
I ka wā o ka fermentation, hoʻohua ka cellular metabolism i nā metabolites acidic a kumu paha. No ka laʻana, nui nā microorganism e hoʻopuka i nā ʻakika organik (e laʻa, lactic acid, acetic acid) i ka wā glucose catabolism, e hoʻemi ana i ka pH. Inā ʻaʻole i hoʻoponopono ʻia, ʻaʻole ka pH haʻahaʻa i ka ulu ʻana o ke kelepona a hiki ke hoʻololi i ka neʻe metabolic i nā ala hua ʻole, e hoʻonui ana i ka hōʻiliʻili o nā huahana. Hoʻopau kēia mau huahana i nā kumu waiwai kalapona a me ka ikehu e kākoʻo ana i ka synthesis o ka huahana i hoʻopaʻa ʻia, a laila e hōʻemi ana i ka hopena holoʻokoʻa. ʻO ka mālama pH maikaʻi e kōkua i ka mālama ʻana i nā ala metabolic makemake a hoʻomaikaʻi i ke kaʻina hana.

3. E hōʻoia i ka paʻa o ka huahana a pale i ka degradation
Nui nā huahana biopharmaceutical, ʻoi aku ka nui o nā protein e like me nā antibodies monoclonal a me nā hormones peptide, hiki ke maʻalahi i ka hoʻololi ʻana o ka pH-induced. Ma waho aʻe o kā lākou pae pH paʻa, hiki i kēia mau molekole ke hana i ka denaturation, aggregation, a i ʻole ka hana ʻole ʻana, hiki ke hoʻokumu ʻia i nā wai ʻino. Hoʻohui ʻia, ʻoi aku ka maikaʻi o kekahi mau huahana i ka hydrolysis kemika a i ʻole enzymatic degradation ma lalo o nā kūlana acidic a alkaline. ʻO ka mālama ʻana i ka pH kūpono e hōʻemi i ka hōʻino ʻana o ka huahana i ka wā o ka hana ʻana, mālama i ka ikaika a me ka palekana.

4. E hoʻonui i ka pono o ke kaʻina hana a hōʻoia i ka paʻa o ka hui
Mai kahi hiʻohiʻona ʻoihana, pili pono ka mana pH i ka huahana a me ka hiki ke hoʻokele waiwai. Hana ʻia ka noiʻi nui no ka ʻike ʻana i nā wahi hoʻonohonoho pH kūpono no nā pae fermentation like ʻole-e like me ka ulu ʻana o ke kelepona me ka hōʻike ʻana o ka huahana-he ʻokoʻa paha. Hāʻawi ka Dynamic pH control no ka hoʻonui ʻana i ka pae, hoʻonui i ka hōʻiliʻili biomass a me nā titers huahana. Eia kekahi, pono nā keʻena hoʻoponopono e like me FDA a me EMA i ka mālama pono ʻana i ka Good Manufacturing Practices (GMP), kahi e koi ʻia ai nā ʻāpana kaʻina hana. Hoʻomaopopo ʻia ka pH ma ke ʻano he Critical Process Parameter (CPP), a ʻo kāna nānā mau ʻana e hōʻoia i ka reproducibility ma waena o nā pūʻulu, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka palekana, ka pono, a me ka maikaʻi o nā huahana lāʻau.

5. E lawelawe ma ke ʻano he hōʻailona o ke olakino fermentation
Hāʻawi ke ʻano o ka hoʻololi pH i nā ʻike waiwai i ke kūlana physiological o ka moʻomeheu. Hiki i ka hoʻololi koke ʻana a i ʻole i manaʻo ʻole ʻia i ka pH ke hōʻailona i ka haumia, ka hana ʻole o ka sensor, ka pau ʻana o ka meaʻai, a i ʻole nā anomalies metabolic. ʻO ka ʻike mua ʻana e pili ana i nā ʻano pH hiki ke hana i ka manawa kūpono, hoʻomaʻamaʻa i ka hoʻoponopono ʻana a me ka pale ʻana i ka hāʻule ʻana o nā kumu kūʻai.

Pehea e koho ʻia ai nā mea ʻike pH no ke kaʻina fermentation i nā biopharmaceuticals?

ʻO ke koho ʻana i kahi sensor pH kūpono no ka biopharmaceutical fermentation he hoʻoholo ʻenehana koʻikoʻi e pili ana i ka hilinaʻi o ka kaʻina hana, ka pono o ka ʻikepili, ka maikaʻi o ka huahana, a me ka hoʻokō kānāwai. Pono e hoʻokokoke ʻia ke koho me ka ʻōnaehana, me ka noʻonoʻo ʻana ʻaʻole wale ka hana sensor akā pili pū kekahi me ka holo holoʻokoʻa bioprocessing holoʻokoʻa.

1. ʻO ke kiʻekiʻe-mehana a me ke kū'ēʻana
Hoʻohana maʻamau nā kaʻina hana biopharmaceutical i ka mahu in-situ sterilization (SIP), maʻamau ma 121°C a me 1-2 bar pressure no 20-60 minuke. No laila, ʻo kēlā me kēia mea ʻike pH pono e kū i ka ʻike pinepine ʻana i ia mau kūlana me ka ʻole o ka hemahema. Ma ke kūpono, pono e helu ʻia ka mea ʻike no ka liʻiliʻi o 130°C a me 3-4 bar e hāʻawi i kahi palena palekana. He mea nui ka hoʻopaʻa paʻa ʻana i mea e pale ai i ka komo ʻana o ka makū, ka leaka electrolyte, a i ʻole ka pōʻino mechanical i ka wā o ke kaʻa uila.

2. ʻAno sensor a me ka ʻōnaehana kuhikuhi
ʻO kēia kahi noʻonoʻo ʻenehana koʻikoʻi e pili ana i ke kūpaʻa lōʻihi, nā pono mālama, a me ke kū'ē ʻana.
Electrode hoʻonohonoho: Composite electrodes, hoʻohui ʻelua ana a me nā mea kuhikuhi i loko o ke kino hoʻokahi, ua ʻae ʻia ma muli o ka maʻalahi o ka hoʻonohonoho ʻana a me ka lawelawe ʻana.
Pūnaehana kuhikuhi:
• Ke kuhikuhi piha wai (e laʻa, ʻo KCl solution): Hāʻawi i ka pane wikiwiki a me ka pololei kiʻekiʻe akā pono ka hoʻopiha hou ʻana. I ka wā o ka SIP, hiki mai ka pohō electrolyte, a hiki i nā hui porous (e laʻa me ka ceramic frits) ke hoʻopaʻa ʻia e nā protein a i ʻole nā particulates, e alakaʻi ana i ka neʻe ʻana a me ka hilinaʻi ʻole o nā heluhelu.
• Polymer gel a i ʻole ka manaʻo paʻa paʻa: Ua makemake nui ʻia i nā bioreactors hou. Hoʻopau kēia mau ʻōnaehana i ka pono no ka hoʻopiha hou ʻana i ka electrolyte, hoʻemi i ka mālama ʻana, a hōʻike i nā hui wai ākea ākea (e laʻa, nā apo PTFE) e kūʻē i ka hoʻoheheʻe ʻana. Hāʻawi lākou i ke kūpaʻa kiʻekiʻe a me ke ola lawelawe lōʻihi i ka paʻakikī, viscous fermentation media.

3. Ke ana a me ka pololei
Pono e uhi ʻia ka mea ʻike i kahi laulā hana ākea, maʻamau pH 2-12, e hoʻokipa i nā pae kaʻina hana like ʻole. Hāʻawi ʻia i ka naʻau o nā ʻōnaehana biological, pono ke ana ʻana i loko o ± 0.01 a ± 0.02 pH ʻāpana, kākoʻo ʻia e ka hoʻopuka hōʻailona hoʻonā kiʻekiʻe.

4. Manawa pane
Hoʻohālikelike ʻia ka manawa pane ʻo t90—ka manawa e pono ai e hōʻea i 90% o ka heluhelu hope loa ma hope o ka hoʻololi ʻana i ka pH. ʻOiai e hōʻike ana nā electrodes ʻano gel i ka pane lohi iki ma mua o nā mea i hoʻopiha ʻia i ka wai, hoʻokō maʻamau lākou i nā koi ikaika o nā puka mana fermentation, e hana ana ma nā hola hola ma mua o kekona.

5. Biocompatibility
ʻO nā mea a pau e pili ana me ka moʻomeheu ʻaʻole pono ke ʻona, ʻaʻole hoʻoheheʻe ʻia, a inert e pale aku i nā hopena ʻino i ka ola cell a i ʻole ka maikaʻi o ka huahana. Manaʻo ʻia nā hana aniani kūikawā i hoʻolālā ʻia no nā noi bioprocessing e hōʻoia i ke kūpaʻa kemika a me ka biocompatibility.

6. Hoʻopuka hōʻailona a me ke kikowaena
• Analog output (mV/pH): Hana kuʻuna e hoʻohana ana i ka hoʻouna analog i ka ʻōnaehana hoʻomalu. ʻO ke kumu kūʻai akā hiki ke hoʻopilikia i ka hoʻopili electromagnetic a me ka hōʻailona hōʻailona ma kahi lōʻihi.
• Hoʻopuka kikohoʻe (e laʻa, MEMS-based a smart sensors): Hoʻohui i nā microelectronics ma luna o ka moku e hoʻouna i nā hōʻailona kikohoʻe (e laʻa, ma o RS485). Hāʻawi i ka palekana leo maikaʻi, kākoʻo i ke kamaʻilio lōʻihi, a hiki ke mālama i ka mōʻaukala calibration, nā helu serial, a me nā moʻolelo hoʻohana. Hoʻopili i nā kūlana hoʻoponopono e like me FDA 21 CFR Māhele 11 e pili ana i nā moʻolelo uila a me nā pūlima, e hoʻonui nui ʻia i nā kaiapuni GMP.

7. Hoʻokomo ʻia a me ka hale pale
Pono e kūpono ka ʻike me ke awa i koho ʻia ma ka bioreactor (e laʻa, tri-clamp, sanitary fitting). Manaʻo ʻia nā lima pale a i ʻole nā mea kiaʻi e pale aku i ka pōʻino mechanical i ka wā o ka lawelawe ʻana a i ʻole ka hana ʻana a e hoʻomaʻamaʻa maʻalahi i ka hoʻololi ʻana me ka ʻole o ka hoʻololi ʻana i ka sterility.