基于細胞培養的合成生物(wù)學(xué)應用(yòng)相關生物(wù)工(gōng)藝研究與生産(chǎn)需要精(jīng)确的分(fēn)析工(gōng)具(jù)來表征生物(wù)系統及其代謝(xiè)和表達産(chǎn)物(wù)。羅氏Cedex 生化分(fēn)析儀以其獨特的檢測原理(lǐ)和卓越的性能(néng),可(kě)以對相關參數進行精(jīng)準的檢測分(fēn)析,在細胞培養工(gōng)藝開發及商(shāng)業化生産(chǎn)過程監測中(zhōng)發揮重要的作(zuò)用(yòng)。上市以來受到廣大客戶的青睐,幫助客戶快速獲得穩定可(kě)靠的結果。下面我們簡單介紹羅氏Cedex 生化分(fēn)析儀在該領域一些實際創新(xīn)案例分(fēn)享讀者。
聚羟基脂肪酸酯(PHA)
聚羟基脂肪酸酯(PHA) 是一類生物(wù)可(kě)降解的聚合物(wù),由微生物(wù)在特定生長(cháng)條件下合成。PHA被認為(wèi)是一種有(yǒu)潛力的替代塑料,因為(wèi)它具(jù)有(yǒu)與傳統塑料相似的性質(zhì),如可(kě)塑性、耐熱性和拉伸強度,但與之不同的是,PHA可(kě)以在自然環境中(zhōng)被微生物(wù)降解,降解産(chǎn)物(wù)對環境無毒。由于這些優點,PHA已被廣泛應用(yòng)于生物(wù)醫(yī)學(xué)、包裝(zhuāng)、農業和其他(tā)領域。
在生物(wù)學(xué)合成領域,研究人員利用(yòng)基因工(gōng)程改造的羅爾斯通氏菌(Ralstonia eutropha),使其具(jù)有(yǒu)合成PHA的能(néng)力。合成PHA的微生物(wù)通常是通過代謝(xiè)工(gōng)程和基因調控來提高PHA産(chǎn)量和質(zhì)量。通過調節微生物(wù)的生長(cháng)條件、優化培養基成分(fēn)以及調控代謝(xiè)途徑中(zhōng)相關基因的表達,研究人員可(kě)以實現對PHA生産(chǎn)的精(jīng)确控制。借助Cedex Bio HT 高通量生化分(fēn)析儀可(kě)以方便快速對培養過過程中(zhōng)發酵上清液中(zhōng)氨的檢測來确定培養物(wù)中(zhōng)氮消耗時間,幫助制定合适的發酵策略。
重組腺病毒載體(tǐ)疫苗
疫苗是預防傳染病和保障公(gōng)衆健康的重要工(gōng)具(jù)。合成生物(wù)學(xué)方法用(yòng)于設計用(yòng)于疫苗生産(chǎn)的微生物(wù)平台,包括病毒載體(tǐ)、細菌載體(tǐ)和基于酵母的系統。Cedex 分(fēn)析儀為(wèi)在發酵和生物(wù)工(gōng)藝優化過程中(zhōng)監測細胞生長(cháng)、病毒滴度和疫苗抗原表達水平提供了強大的解決方案。
近來,腺病毒載體(tǐ)被廣泛用(yòng)于各種重組疫苗生産(chǎn),包括埃博拉疫苗、新(xīn)冠疫苗、狂犬病疫苗和結核疫苗。在重組腺病毒為(wèi)載體(tǐ)的帶狀疱疹疫苗的探索研究中(zhōng),有(yǒu)研究機構嘗試通過HEK293 細胞培養生産(chǎn)疫苗的工(gōng)藝開發,通過模拟灌流工(gōng)藝和監測和優化工(gōng)藝參數,成功獲得了較高滴毒的重組疫苗産(chǎn)品。開發過程中(zhōng)采用(yòng)化學(xué)成份确定的無血清培養基培養細胞,通過Cedex Bio 生物(wù)分(fēn)析儀監測細胞過程中(zhōng)重要參數,比如上清中(zhōng)葡萄糖、谷氨酸、乳酸、氨和LDH等幫助确定營養底物(wù)消耗和代謝(xiè)産(chǎn)物(wù)的産(chǎn)生。
針對細胞培養的工(gōng)藝過程監測,羅氏提供的解決方案包括Cedex Bio HT 生化分(fēn)析儀(高通量,最高126樣本位)和Cedex Bio 生化分(fēn)析儀(常規通量,8樣本位),靈活滿足用(yòng)戶不同樣本數量檢測的要求,幫助在合成生物(wù)學(xué)研究和生物(wù)工(gōng)藝優化中(zhōng)實現可(kě)靠的數據驅動決策。具(jù)有(yǒu)如下特點:
測量準确可(kě)靠
Cedex 生化分(fēn)析儀采用(yòng)光度測量原理(lǐ),具(jù)有(yǒu)卓越可(kě)靠的性能(néng),可(kě)精(jīng)确測量培養物(wù)中(zhōng)營養底物(wù)的消耗及代謝(xiè)物(wù)和産(chǎn)物(wù)的濃度變化。
自動檢測
Cedex Bio HT 高通量分(fēn)析儀可(kě)實現單機自動化操作(zuò)及自動化整合在線(xiàn)分(fēn)析,實時監測反饋,跟蹤細胞培養和發酵過程的動态變化,及時進行調整幹預。
通量靈活、檢測參數靈活
Cedex 分(fēn)析儀包括低通量Cedex Bio 生化分(fēn)析儀(8樣本上樣)和高通量Cedex Bio HT 生化分(fēn)析儀(雙模式供選擇:(1)6*15樣品管;(2)96孔闆 + 2*15樣本管上樣)。
Cedex 生化分(fēn)析儀能(néng)夠分(fēn)析各種細胞培養液/發酵液樣品,檢測項目擁有(yǒu)30種以上,滿足不同應用(yòng)工(gōng)藝開發的重要參數篩選和生産(chǎn)關鍵參數的監測,用(yòng)戶可(kě)以根據實際需求進行檢測項目自由組合,使其潛在适用(yòng)于從基礎研究到工(gōng)業規模生物(wù)制造的廣泛合成生物(wù)學(xué)應用(yòng)。
除上面描述的應用(yòng)場景外,Cedex 生化分(fēn)析儀還廣泛應用(yòng)于重組單抗、重組蛋白、質(zhì)粒和病毒、工(gōng)程細胞(株)開發等領域應用(yòng)工(gōng)藝過程監測。展望未來,随着全球人口的增加,将會有(yǒu)更多(duō)創新(xīn)的産(chǎn)品通過生物(wù)發酵獲得進入到尋常生活之中(zhōng)。例如,漢堡肉可(kě)以“種植”,通過多(duō)種微生物(wù)合成所需的營養、風味和口感。建築材料添加工(gōng)程菌可(kě)以幫助消除空氣污染。偶聯工(gōng)程活細胞和電(diàn)子元件可(kě)以構建生物(wù)傳感器或幫助從環境中(zhōng)獲取能(néng)量等等。合成生物(wù)學(xué)的發展将持續為(wèi)醫(yī)療保健、農業、可(kě)持續能(néng)源及環境修複等方面的挑戰提供了創新(xīn)解決方案。全面實現這些需要可(kě)靠的工(gōng)具(jù)幫助篩選重要可(kě)變參數以獲得更好的開發策略。羅氏生物(wù)工(gōng)藝過程控制解決方案将一如既往,助力同行格物(wù)緻知,追求創新(xīn),不斷取得成功!
參考資料
1. Gutschmann B等. Continuous feeding strategy for polyhydroxyalkanoate production from solid waste animal fat at laboratory- and pilot-scale. Microb Biotechnol. 2023 Feb;16(2):295-306. doi: 10.1111/1751-7915.14104. PMID: 35921398.
2. Nie J等. Optimization of an adenovirus-vectored zoster vaccine production process with chemically defined medium and a perfusion system. Biotechnol Lett. 2022 Nov;44(11):1347-1358. doi: 10.1007/s10529-022-03302-6. PMID: 36183022.
3. Voigt CA. Synthetic biology 2020-2030: six commercially-available products that are changing our world. Nat Commun. 2020 Dec 11;11(1):6379. doi: 10.1038/s41467-020-20122-2. PMID: 33311504.
*僅供進一步加工(gōng)處理(lǐ)工(gōng)業使用(yòng),不用(yòng)于臨床診斷 MC-CN-03833