Des analyses de procédés de bioréacteur en temps réel
Les avancées en génie génétique et en biologie synthétique nécessitent également le développement de cultures et systèmes bioréacteurs. Jusqu'à présent, l'analyse rapide à haut rendement et la surveillance de produits ou réactions multiples étaient limitées. Des scientifiques ont lancé le projet NANOBE («Nano- and microtechnology-based analytical devices for online measurements of bioprocesses») financé par l'UE pour combler ces lacunes. L'équipe du projet NANOBE s'est employée à développer une plateforme composée de multiples modules de laboratoire sur puce pour analyser simultanément plusieurs types d'analytes par la détection et l'échantillonnage in situ du contenu des bioréacteurs. Les analytes les plus intéressants comprennent les cellules individuelles ainsi que les composants intra- et extracellulaires tels que les métabolites, les protéines et les enzymes. Les scientifiques ont choisi comme étude de cas la production d'acide lactique par la levure Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae). La réalisation de la plateforme intégrée a exigé des performances techniques de la part de l'équipe du projet NANOBE. Les scientifiques ont fourni un spectromètre de micro-masse déjà commercialisé. Une plateforme automatisée pour les tests sans surveillance relatifs à la présence des protéines sélectionnées (essai d'immuno-absorption enzymatique (ELISA)) a également été créée. De nouvelles méthodes ont été mises au point concernant l'échantillonnage et la manipulation de petits volumes de fluides, le comptage et le tri des cellules et la segmentation des cellules afin d'avoir accès au contenu intracellulaire. En outre, l'équipe a développé deux nouveaux capteurs optiques, un pour le pH et l'autre pour le dioxyde de carbone (CO2) dissout. Le large éventail de méthodes et d'outils de surveillance développés dans le cadre du projet NANOBE a abouti à une demande de brevet, 19 publications dans des revues avec comité de lecture, 15 présentations à l'occasion de conférences et a suscité l'intérêt des utilisateurs finaux. En combinant les technologies développées, NANOBE a fourni un prototype de plateforme analytique automatisée, intégrée et en temps réel comportant des modules de laboratoire sur puce individuels pour la surveillance de différents bioprocédés. D'autres travaux d'expérimentation et d'optimisation sont requis pour assurer sa robustesse. Néanmoins, ces prototypes peuvent potentiellement réduire le temps et les coûts de développement tout en améliorant la qualité des produits. De nombreux secteurs utilisant des bioréacteurs sont susceptibles d'en bénéficier, notamment l'industrie pharmaceutique, l'industrie chimique et celle de l'énergie.
