Koja je razlika između fermentatora i bioreaktora u bioprocesiranju?
U krugovima bioprocesora, riječi "fermentator" i "bioreaktor" stalno se pojavljuju, ponekad se koriste međusobno, ponekad kao da opisuju potpuno različite strojeve. Timovi za nabavku, inženjeri procesa i rukovodioci proizvodnje svi se suočavaju s istim pitanjem prilikom određivanja opreme: da li oznaka na spremniku zapravo mijenja ono što spremnik može učiniti? To je važno jer oblikuje način na koji se sustav dizajnira, potvrđuje i na kraju koristi u uvjetima GMP-a. A. fermentor bioreaktor koji je izgrađen za jednu svrhu možda ne ispunjava zahtjeve kontrole procesa ćelijske kulture, a bio-reaktor koji je određen bez razumijevanja mikrobiološkog opterećenja mogao bi završiti prekomjerno projektiran i nepotrebno skup.
Razumijevanje temeljne razlike između fermentatora i bioreaktera
Što je to točno fermentacija?
A fermentor je zatvorena posuda namijenjena za uzgoj mikroorganizama bakterija, kvasaca, gljivica u kontrolisanim uvjetima radi proizvodnje metabolita cilja. Pojam dolazi izravno iz procesa fermentacije, gdje mikroorganizmi pretvaraju supstrate u proizvode poput etanola, organskih kiselina, antibiotika ili rekombinantnih proteina. S druge vrste fermentor , fokus je na podršci brzom rastu mikroba: visokom brzinu agitacije, agresivnom zračenju kroz sparkere i unutarnjim hladnim tulpanima ili jakama za rukovanje značajnom metaboličkom toplinom koju stvaraju gusto bakterijske kulture. Dizajnirani pritisci i specifikacije pečata dizajnirani su oko zahtjeva za prijenosom kisika koje zahtijevaju brzo rastuće prokariotske stanice. Volumen glave, geometrija rotora i konfiguracija brzine unutar fermentor sve se sveže na jedan središnji cilj maksimiziranje biomase i prinosa proizvoda iz mikrobijske populacije.
Kako se definira bioreaktor u bioprocesiranju?
U usporedbi s tim, bioreaktor je šira kategorija. Svaka zatvorena posuda koja podržava biološku reakciju mikrobijsku, sisavčju, stanicu insekata, biljnu stanicu ili čak enzimsku kvalificira se kao bioreaktor. To znači da svaki fermentor je bioreaktor, ali ne svaki bioreaktor je bioreaktor fermentor - Što? Na primjer, bioreaktor za uzgoj stanica sisavaca radi na mnogo manjoj brzini uzbuđenja jer stanice životinja nemaju stanične zidove i sile rezanja mogu ih razbiti. Strategije spajanja se mijenjaju od grube injekcije mjehurića na mikrobumble ili čak na membransku kisik za izbjegavanje pjene i oštećenja stanica. Bioreaktor koji se koristi za rast adherentnih stanica uključuje mikrotransportere ili fiksne geometrije koje fermentor nikad ne bi trebao. Razlika leži u biološkom sustavu koji se uzgaja, a ne samo u hardveru. Razumijevanje ove hijerarhije pomaže timovima za nabavku da izbjegnu naručivanje sustava koji odgovara pogrešnom biološkom opterećenju.
Tehnički projekt i arhitektura kontrole
Dizajn plovila, materijali i zahtjevi za sterilnost
Oba fermentor u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, "specifična kemikalija za proizvodnju bioreaktorskih spremnika" znači proizvod koji se upotrebljava za proizvodnju bioreaktorskih spremnika. Razlika se vidi u dizajnu pomoćnih luka i filozofiji zapečaćivanja. Mikrobni fermentor moraju se nositi s pozitivnim pritiskom tijekom ciklusa sterilizacije na mjestu pri temperaturi 121°C do 135°C, s dvostrukim mehaničkim zatvaranjem na osovini mijatora kako bi se spriječilo ulazak kontaminacije tijekom brzog mešanja. Bioreaktor za kulturu sisavaca često radi na nižim pritiscima, ali zahtijeva više uzoraka i hranljivih vrata jer protokoli perfuzije i hranjene serije uključuju više linija za dodavanje tekućine koje rade istovremeno. Granice sterilizacije, aseptične točke za povezivanje i odabir odvodnog ventila svi slijede specifični profil rizika od kontaminacije organizma koji se uzgaja bakterije nasuprot stanica sisavaca nasuprot platformi za proizvodnju virusa svaka donosi različite zahtjeve za osiguranje sterilnosti.
Sistemi za praćenje, kontrolu i automatizaciju
Kontrola procesa na suvremenom fermentor u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 3. stavkom 3. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 4. točkom (b) ovog članka, u skladu s člankom 4. točkom (c) ovog članka, u skladu s člankom 4. točkom (a) ovog članka, u skladu Redundantnost u ovim kontrolnim petljama je važna, jer neuspješna sonda DO tijekom E. coli trke visoke gustoće stanica može uzrokovati da se kultura sruši u roku od nekoliko minuta. Bioreaktor za staničnu kulturu dodaje online kapacitete ili probu za životnozdržanu staničnu gustoću, glukozu i laktacije, a ponekad i Ramanovu spektroskopiju za praćenje metabolita u stvarnom vremenu senzore koji su osnovni mikrobiološki fermentor možda neće trebati. FDA 21 CFR dio 11 sukladnost za elektroničke zapise i revizije tragova je jednako kritična za obje vrste sustava, jer serija zapisi moraju dokazati da je svaka kontrola akcija tijekom trčanja izvršena kao što je programirano. Izbor kontrolne platforme koja podržava i mikrobiološke i stanične kulture daje fleksibilnost objektu kako se njegov cijev razvija.
Primjena, odabir i praktično donošenje odluka
Biofarmaceutski slučaj povećanja razmjera
Biofarmaceutski CDMO srednje veličine u srednjem zapadu Sjedinjenih Država je proširio proces monoklonskog antitela s 5 l staklenog bioreaktora na 200 l pilotnog sustava za jednokratnu upotrebu. Prvobitni transfer nije uspio titri su pali za otprilike 40% u usporedbi s rezultatima u malom obimu. Istraživanje je otkrilo da je strategija miješanja naslijedila od starijeg mikrobiološkog proizvoda tvrtke. fermentor -Platforma. Brzine vrha potisnika bile su previsoke, uzrokujući neprihvatljive oštećenja CHO stanica. Rastvorena kontrolna kaskada kisika programirana je s istim agresivnim PID parametrima koji se koriste za fermentaciju E. coli, stvarajući oscilacijske razine kisika koji su podstakli kulturu sisavaca. Nakon preuređenja rotora na geometriju morske čepe s niskim rezom, smanjenja agitacije na 80100 ok / min i prelaska na mikroparger za blažju oksigenaciju, proces se oporavio na 5% titrova na stupnju u tri trke. Lekcija je bila jednostavna: hardver je dizajniran oko fermentor to je vrlo važno, jer se ne može direktno primijeniti na stanicu sisavaca bez preispitivanja kontrole i dinamike tekućine.
Ključni čimbenici pri odabiru prave opreme
Kada tim sjedne da precizira fermentor ako je to bio reaktor, prvo pitanje nije o zapremini spremnika, već o organizmu. Mikrobni procesi zahtijevaju visoku sposobnost prijenosa kisika, brzo uklanjanje toplote i robusnu kontrolu pjene. Procesima sisavaca potrebno je nježno mešanje, precizno hranjenje hranjivim materijama i minimalno šišanje. Osim biologije, sljedeći popis pomaže u uskim izborima:
- U skladu s člankom 6. stavkom 1.
- U skladu s člankom 4. stavkom 2.
- U slučaju da je to potrebno, potrebno je utvrditi:
- Broj i konfiguracija vrata za trenutne i buduće dodavanja procesa
- U slučaju da se ne primjenjuje presjek, mora se upotrebljavati presjek koji je u skladu s člankom 6. stavkom 2.
- U skladu s člankom 3. stavkom 1.
Pitanje tih pitanja prije nego što se kontaktirate s dobavljačima opreme skraćuje ciklus ocjenjivanja i smanjuje rizik od naručivanja sustava koji treba nakon šest mjeseci nadograditi.
Najbolje praktike za održavanje i rad
A fermentor u svakodnevnom proizvodnom radu, oproštaj se nakuplja na predvidljivi način. Mehanske zapečate na miješalicu treba provjeravati barem jednom u tromjesečju mali curenje koje prolazi neprimijećeno može uvesti kontaminaciju koja uništava cijelu seriju tjednima zaredom. pH i DO sonde se pomeraju s vremenom i trebaju se redovito ponovno kalibrirati prema poznatim standard Elastomerični O-prstenovi i testere na priključcima za ulaznice razgrađuju se nakon ponovljene sterilizacije parom i trebaju se zamijeniti u preventivnom rasporedu umjesto da čekaju neuspjeh. Za bioreaktere za jednokratnu upotrebu, fokus se mijenja na testiranje integriteta vrećica, kvalitetu varenja cijevi i kalibraciju senzora prije svake kampanje. Obuka operatora da prepoznaju rane znakove oštećenja čepova, pomicanja sonde ili zagađenja jakne spriječava većinu neplaniranih zastoja. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za potrebe provedbe postupka za utvrđivanje vrijednosti za proizvod, proizvođač mora imati u vidu:
Često postavljane pitanja i izbor partnera
Često postavljana pitanja
Može li se fermentator koristiti za staničnu kulturu?
Standardni mikrobijalni fermentor u slučaju da se ne primjenjuje, testiranje se može provesti na temelju sljedećih metoda: Geometrija rotora, raspon brzine agitacije i tip špargera optimizirani su za robusne mikroorganizme koji podnosu visoku rezanu snagu. Pokušavanje uzgajanja CHO ili HEK293 stanica u nemodificiranom fermentor u slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, za određene proizvode se primjenjuje druga pravila za proizvodnju.
Zašto neki proizvođači označavaju sve kao bioreaktor?
Mnogi proizvođači opreme koriste izraz "bioreaktor" kao zastor jer pokriva širi asortiman proizvoda mikrobiološke, stanične kulture, jednokratne i hibridne sustave u okviru jedne kategorije marketinga. To pojednostavljuje njihov katalog, ali može zakriti specifične inženjerske razlike koje su važne za određeni proces. U skladu s člankom 11. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1831/2003, proizvođač bi trebao upotrijebiti oznaku proizvoda za određivanje vrste organizma i potvrđene podatke o učinkovitosti.
U skladu s člankom 3. stavkom 1.
ASME BPE pruža primarni standard za dizajn opreme za bioprocesiranje, koji pokriva završetak površine, izbor materijala, zavarivanje i čistavost. U skladu s propisima GMP-a koje provode FDA i EMA, oprema se mora upravljati, čistiti i dokumentirati. ISO 9001 obuhvaća sustav upravljanja kvalitetom proizvođača. Zajedno, ovi standardi osiguravaju da fermentor bioreaktor ispunjava očekivanja regulatornih inspektora u pogledu sigurnosti i kvalitete.
Kako se fermenteri za jednokratnu upotrebu i od nehrđajućeg čelika uspoređuju?
Bioreaktorima za jednokratnu upotrebu uklanja se validacija čišćenja i smanjuje se vrijeme za obradu između serija, što dobro funkcionira za postrojenja s više proizvoda. Slastični vlakni fermentor u skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 3. Izbor ovisi o raznolikosti kampanja, infrastrukturi objekata i modeliranju troškova životnog ciklusa.
Koje veličine fermentatora je pravo za razvoj u pilotnom obimu?
Pilotska razina fermentor u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006, u skladu s člankom 3. stavkom 3. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006, u skladu s člankom 4. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 1907/2006, u skladu s člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) U slučaju da se primjenjuje testiranje na mikroorganizamima, testiranje se provodi na temelju podataka o ispitivanju. Izabrati veličinu koja stvara dovoljno materijala bez prekomjernog otpada je praktična ravnoteža koju većina razvojnih timova nastoji postići.
Kako često se treba ponovno kalibrirati sonde pH i DO?
U produkciji fermentor , pH sonde obično trebaju ponovno kalibrirati nakon svake serije ili svake dvije do tri serije, ovisno o dužini rada i kvaliteti sonde. Razriješeni kisika sonde često mogu ići duže do pet ili šest ciklusa ako se polarizacija održava između trka. U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog pravilnika ne provede ispitivanje, ispitivanje se provodi u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog pravilnika.
Što uzrokuje nakupljanje pene u fermentatoru i kako se to kontrolira?
Pjena u mikrobiološkom fermentor proizvod se proizvodi od proteina i površinski aktivnih tvari koje oslobađaju stanice u kombinaciji s mehaničkim djelovanjem agitacije i šarenja. Ako se ne kontrolira, pjena može blokirati filtere za ispuštanje, preneti se nizvodno i stvoriti put za kontaminaciju. Mehanski razbijači pjene i sredstva protiv pjene koji se doziraju peristalticnim pumpama standardna su metoda kontrole, s senzorima pjene postavljenim na određenu razinu glave kako bi se aktivirala dodavanje.
Koliko je potrebno za ugradnju i kvalifikaciju novog sustava za fermentaciju?
Tipični nerđajući čelik fermentor u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 i člankom 3. stavkom (b) Uredbe (EU) br. 528/2012 Kvalifikacija procesa i prvi inženjering dodaju još 4 do 8 tjedana. U slučaju da se ne primjenjuje sustav za jednokratnu upotrebu, može se koristiti za 6 do 10 tjedana jer se ne obavljaju veliki dio kvalifikacijskih radova čišćenja i sterilizacije na mjestu.
Izbor pouzdanog partnera za opremu za bioprocesiranje
Izbor pravog partnera za opremu za spremnike za bioprocesiranje uključuje pogled izvan specifikacije. Dobavljač s dokumentiranim inženjerskim iskustvom u mikroorganizmima fermentor i platforme za bioreaktor za staničnu kulturu donose praktične uvide koji skraćuju vremenske linije projekta. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovaraju U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. ovog Pravilnika, poduzeća koja su u skladu s člankom 3. stavkom 1. Fleksibilnost prilagođavanja, od izmjena rasporeda luka do integracije sustava kontrole s postojećim SCADA platformama širom tvornice, omogućuje opremi da se prilagodi procesu umjesto da prisiljava proces da se prilagodi ograničenjima. RITAI donosi fokusirano inženjersko iskustvo u proizvodnji bioprocesnih posuda, podržavajući farmaceutske i biotehnološke klijente sustavima dizajniranim oko specifičnog organizma, razmjera i regulatornog okruženja svakog objekta.