生物处理

生物加工,如使用活细胞或酶作为高效催化剂制造化学物质,早已成为制药生产的主流。 在工业规模上,这种节能环保的方法现在用于在生物反应器中生产药品、食品、香料、化妆品、燃料和特种化学品。 下游加工包括去除杂质、减少体积和浓缩生物反应器中的产品。 上游加工涉及宿主生物的生长以产生生物产品。 基于哺乳动物、昆虫、酵母、细菌甚至植物细胞的培养,出现了新的生物加工技术。 逐渐商业化的生物燃料、生物基化学品和聚合物有可能成为“绿色工业革命”中真正的游戏规则改变者。

随着一次性生物反应器 (S.U.B.) 中的生物处理以及下游处理越来越多地依赖于一次性组件,智能调整的传感器设备不仅对于经济高效的操作至关重要,而且对于确保故障安全、无污染的生产也至关重要。 而且,正是在生物加工中,环境和生物传感器有助于实现这种新的生物功能。

创新传感器技术公司 IST AG 结合薄膜和厚膜技术来制造各种用于温度、流量、液位、电导率、湿度和代谢监测的传感器元件。 适用于在线或在线分析的广泛传感器产品组合,以及独特的紧凑型蠕动微泵,使 IST AG 成为生物处理的理想技术合作伙伴。 对即用型传感器和定制的有力集成支持,使用户能够满足这个快速发展的行业不断变化的需求。

细胞农业——人造肉

近年来,人们付出了很大的努力,不是从牲畜而是从动物的单个(干)细胞中种植肉。 细胞农业的这一分支将彻底改变食品工业,使肉类生产资源密集度降低,对动物更友好。 体外细胞生长过程将通过为大规模畜牧业提供替代方案,从而有助于使人类的食物供应更加可持续。

细胞培养肉的生产技术对增殖和分化阶段的细胞生长过程控制提出了很高的要求。 主要是培养的肌卫星干细胞,它们负责受伤后的肌肉再生。 对于细胞分化和生长,严格的葡萄糖监测可带来更高的产量和更快的生产周期。 监测关键的代谢因子乳酸会带来额外的好处,尤其是在指数生长期。 由于昂贵的生长因子和激素是培养工艺路线的基础,因此需要重复使用和多参数监测葡萄糖、乳酸和谷氨酰胺等氨基酸。

IST AG 的生物传感器产品组合可用于单个小型生物反应器,利用其独特的连续监测葡萄糖、乳酸以及谷氨酰胺和谷氨酸的能力。 我们的 B.LV5 传感器和六个电子读数器体积小、成本低,可以并行监测多种培养物,而无需购买昂贵的桌面设备。 借助我们的测量系统,连续介质监测和反馈控制的生物反应器有助于细胞农业的快速开发周期。 以高时间分辨率记录多参数数据为研究人员和生产优化细胞生长肉提供了宝贵的见解。

上游生物加工

为了提高制造业的质量和生产力,该行业正朝着越来越多地使用具有实时集成监控和高级分析功能的生物反应器系统迈进,这些系统可以实现自动化、提高性能并改善数据丰富的质量控制。 监测重要细胞培养变量或关键工艺参数的传感器和技术出现了多种选择。

无论是在 cGMP 生产中还是在实验室的工艺表征过程中,培养基中营养物质和代谢物含量的实时评估都提供了有关工艺状态的宝贵信息。 这是因为它们可以与细胞的代谢活动直接相关,并与制造的生物分子的产生间接相关。 即时代谢监测可以促进过程指纹识别或作为实时反馈控制的基础。

IST AG 生物传感器能够连续分析葡萄糖和乳酸,以及谷氨酸和谷氨酰胺的浓度。 集成到具有自动采样功能的在线过程分析仪中,微流体生物传感器阵列可以在没有样品制备的情况下运行,并在几秒钟内从微升培养基中提取有价值的过程数据。

适用于简单的样品输送、自动校准系统、紧凑型蠕动微泵与代谢物生物传感器相辅相成,并与即用型 OEM 变送器一起构成了自适应测量系统的构建模块。

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下游生物加工

下游处理用于控制生物制造中与工艺和产品相关的杂质,以有效分离和纯化生物分子分析,用于测量与工艺相关的杂质,如宿主细胞蛋白质和核酸,正在推动当前测量技术的极限。 以优化处理和操作时间、能耗和净化水平为目标的现代自动化策略在很大程度上依赖于可靠的在线监测。

准确监测和测量与产品相关的杂质(包括较高分子量和较低分子量种类)对于产品安全至关重要,质量过程需要关键的过程步骤,例如病毒灭活。

来自 IST AG 的紧凑型电导率、温度和流量传感器具有定制封装和组装解决方案,用于过程控制测量,并且易于原位集成,死体积最小。 适用于一次性系统并与可变灭菌和原位清洁 (CIP) 程序兼容。 生物相容性材料以及与最常见 CIP 和灭菌程序的兼容性简化了初始认证。

可应要求提供定制的改装。

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细胞生物加工

近年来,基于细胞的疗法取得了巨大进展,包括软骨修复产品; 组织工程皮肤; 器官印刷; 以及针对癌症的个性化细胞免疫疗法。 尽管如此,由于过程的高度可变性,患者特异性自体干细胞的商业培养已被证明是一项具有挑战性的技术任务。 与实验过程表征和仔细放大不同,降低风险的连续过程控制已被确定为细胞疗法生产采用和商业化的先决条件。

基于活细胞的药物的过程中测量和控制提出了几个独特的挑战,特别是细胞监测和控制、采样和剂量。 在多个小体积细胞生物反应器中并行培养需要高度自动化,首先是生物反应器设置、用于曝气的气体交换和 pH 控制,以基于连续代谢监测来减压饲养策略。

IST AG 的新型创新生物传感器可测量葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和谷氨酸的浓度(在线直接测量或取样测量)以及适用于液体(包括细胞培养)或气体的 IST AG 蠕动微泵,使用连续压力高达 2 bar ,远程监控,具有低漂移和最小的生物污染风险,现在被用于使细胞疗法取得商业成功。

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