Робота протоколу настільного біореактора (переклад на французьку)
Резюме
Ферментатори використовують для підвищення врожайності культури та продуктивності трансгенних клітин. Після скринінгу кількох кандидатів на культуру клітин мікробних або тварин у колбах для струшування, наступним логічним кроком є збільшення біомаси вибраної культури за допомогою ферментера. Це відео демонструє встановлення та експлуатацію типової настільної біореакторної системи.
Анотація
Системи бродіння використовуються для забезпечення оптимального середовища для росту багатьох типів клітинних культур. Здатність ферментерів ретельно контролювати температуру, рН та концентрацію розчиненого кисню, зокрема, робить їх необхідними для ефективного широкомасштабного росту та експресії продуктів бродіння. У цьому відео коротко описуються переваги бродильного бака перед струшуванням колби. Він також визначить ключові компоненти типової системи ферментації на настільних платформах та надасть інструкції щодо базового налаштування посудини та калібрування зондів. Глядач буде ознайомлений із процесом стерилізації та продемонстрований спосіб посіву середовища для росту в посудину для культури. Також будуть продемонстровані основні поняття роботи, відбору проб та збору врожаю. Також буде обговорено простий аналіз даних та очищення системи.
Вступ
Посудина з усіма зондами, арматурою, колесами, шлангами для збору врожаю та трубками збирається та стерилізується у стандартному автоклаві. Після калібрування зонда та остаточної стабілізації робочого середовища культуру вводять у контейнер. Потім цю систему можна використовувати для характеристики культури більш кількісним та точним способом, ніж за допомогою методу струшування колби. Суворий контроль температури, рН, вмісту кисню, споживання їжі, випаровування рідини та рівня піни сприяють значно більшій біомасі та кращому виходу білка.
Протокол
Репрезентативні результати
Рисунок 2. М'яке зображення на екрані біореакторапрограмне забезпечення на початку терміну. На початку циклу цистерни з перемішуванням температуру встановлюють на 30 ° C (жовта лінія), частоту обертання ротора до 200 об/хв (червона лінія), pH до 6,5 (зелена лінія) і pO 2 до 57, 2% (синя лінія). Натисніть тут, щоб збільшити малюнок .
Рисунок 3. Екранне зображення програмного забезпечення біореактора при роботі в міру зменшення кисню. Коли культура знаходиться у фазі активного росту, вона споживає кисень і кількість кисню в реакторі зменшується (синя лінія). Збільшуючи швидкість колеса, до врожаю можна додати більше кисню (червона лінія). Натисніть тут, щоб збільшити малюнок .
Рисунок 4. Екранне зображення програмного забезпечення для біореакторів, що показує зміну рН з часом. РН культури постійно контролюється, і з часом він зменшується в міру утворення молочної кислоти, а потім збільшується в міру додавання основи до біореактора (синя лінія). Натисніть тут, щоб збільшити малюнок .
Обговорення
Біореактори з перемішуваними резервуарами є стандартом у біотехнологічній промисловості і використовуються більше 40 років 1. Невеликий резервуар з перемішуванням важливий для масштабу, зменшення масштабу, оптимізації деформації, характеристики та розвитку процесів. Він також може відігравати важливу роль у розвитку індивідуалізованої медицини 2. Малий біореактор найбільше схожий на умови клітинного росту in situ, оскільки його можна контролювати та оптимізувати протягом усього інсульту. Найчастіше початкові експерименти проводять із використанням струшуючих колб, але умови в дрібномасштабному біореакторі суттєво відрізняються від струшуючих колб. В ході експерименту ми виявили, що умови для оптимального росту кишкової палички та для виробництва зеленого флуоресцентного білка (GFP) у струшувальній колбі не перетворюються на струшувальну ємність (неопубліковані дані).
Інші великомасштабні методи росту клітин включають роликові пляшки, одноразові біореактори триггера з платформи 3 та великі біореактори одноразового використання з робочими обсягами від 50 до 5000 л. у виробництві. Застосування однієї платформи-гойдалки з біореактором схоже на резервуар для перемішування та забезпечує регульоване середовище. Він відрізняється від перемішуваного резервуара тим, що змішування відбувається за допомогою хитливого руху, щоб генерувати хвилі, щоб запобігти відкладенню клітин і забезпечити оксигенацію. Гідродинаміка цього процесу відрізняється від перемішуваного резервуара, і максимальний об’єм обмежений до 1000 л. Різниці можуть впливати на ріст клітин та виробництво продукту. Інші одноразові системи поєднують перемішуваний посудину з одноразовим реактором, забезпечуючи платформу з мінімальною інфраструктурою та пов'язаними з нею накладними витратами, а також здатність до біопроцесу з високою пропускною здатністю 4.
Новим користувачам настільних біореакторів може бути важко визначити початкові значення pH, pO 2 і температури, але на опубліковані дослідження можна посилатися на цю інформацію 5, 6, 7, 8, 9. Зокрема, з культурами бактерій рекомендується починати перемішування при тій же швидкості, що і шейкерна колба, і температурі при тій же заданій температурі. Рівень культури попередніх струшувальних колб струшуванням доріжок також можна використовувати як вихідну точку. Встановити значення pO 2 складніше і зазвичай визначається емпіричним шляхом. Однак, починаючи з 50% рО 2, рекомендується відправною точкою.
Розкриття інформації
Автор А. Магно - співробітник ATR Biotech, який виробляє реагенти та інструменти, використані у цій статті.
Подяка
Цей проект був підтриманий Університетом Джона Хопкінса, Управлінням маршала через Наукову ініціативу Gateway.