Ulepszenie wytwarzania produktów biotechnologicznych dzięki zoptymalizowanym metodom przetwarzania
Kluczowym i kosztownym etapem wytwarzania bioproduktów jest skuteczne odzyskiwanie czystych próbek z biologicznego źródła. W ramach finansowanego przez UE projektu INTENSO zidentyfikowano słabe punkty tych metod przetwórstwa i poszukiwano rozwiązań mających zastosowanie do szerokiej gamy produktów. Naukowcy skoncentrowali się na tych bioproduktach, które stanowią część większości przemysłowych procesów badawczo-rozwojowych, aby zredukować braki w wydajności i koszty. Zaproponowano strategię integracji/intensyfikacji, skoncentrowaną wokół czterech różnych metodologii w odniesieniu do technologii dalszego przetwarzania: dwufazowej ekstrakcji wodnej (ATPE), techniki ekspansji złoża (EBA), konwekcyjnych systemów przepływu (CFS) oraz jednorazowych kaset hybrydowych (HDC). Zespół INTENSO opracował różne szczepy komórek, bioprodukty i procesy wstępne dla ATPE. Udowodniono, że oddziaływanie impulsowych pól elektrycznych na drożdże i szczepy bakterii wytwarzające różne rekombinowane białka ułatwia skuteczne uwalnianie bioproduktów. Partnerzy projektu ocenili technikę EBA drugiej generacji i uznali, że jest ona odpowiednia do podstawowego odzyskiwania produktów. Ta technologia może znaleźć zastosowanie we wczesnym etapie procesu przetwarzania biologicznego. Zbadano wpływ powłok chemicznych wykorzystywanych w procesie EBA, zapewniając lepszą optymalizację procesu poprzez minimalizację interakcji między biomasą a powłoką. Opracowano i sprawdzono metody badań w celu scharakteryzowania powłok chromatograficznych. Naukowcy ocenili skuteczność systemów CFS w zakresie przechwytywania i oczyszczania dużych cząsteczek biologicznych będących potencjalnymi przyszłymi bioproduktami, takich jak plazmidowy DNA, cząstki wirusopodobne i informacyjny RNA (mRNA). Wykazali, że systemy CFS niemal idealnie nadają się do oczyszczania tych cząsteczek – zapewniają odpowiednią moc rozdzielania, pojemność i zdolność odzyskiwania, a także integralność cząsteczek. Chromatografia radialna umożliwia dostosowanie monolitów do skali przemysłowej bez pogarszania prędkości operacyjnej czy skuteczności rozdzielania. Wykorzystując HDC, zespół stworzył opłacalny i jednorazowy system, który umożliwia przyjazne dla środowiska przetwarzanie biologiczne. Opracowano protokoły i odpowiednie materiały, takie jak plazmidowe DNA, informacyjne RNA, rekombinowane białka i przeciwciała monoklonalne do dalszego przetwarzania. Zespół INTENSO znacząco przyczynił się do rozwoju obecnych praktyk dalszego przetwarzania stosowane w przemyśle. Europejskie firmy zajmujące się biotechnologią, które będą rozwijały lub wdrażały tego typu technologie, odniosą największe korzyści.
Słowa kluczowe
Biotechnologia, bioprodukty, dalsze przetwarzanie, INTENSO
