Analiza procesów zachodzących w bioreaktorze w czasie rzeczywistym
Postępy w technologii genowej i biologii syntetycznej wymagają także stworzenia hodowli i systemów bioreaktorów. Szybka, wysokoprzepustowa analiza i monitorowanie wielu procesów i produktów reakcji jednocześnie nie była wcześniej możliwa. Aby to zmienić, naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt NANOBE ("Nano- and microtechnology-based analytical devices for online measurements of bioprocesses"). Uczestnicy projektu NANOBE postawili sobie za cel zbudowanie platformy składającej się z wielu modułów "lab-on-a-chip", które jednocześnie analizowałyby wiele rodzajów analitów poprzez detekcję i próbkowanie zawartości bioreaktora in situ. Wśród badanych analitów znalazły się pojedyncze komórki, jak również elementy wewnątrz- i zewnątrzkomórkowe, takie jak metabolity, białka i enzymy. Do testów wybrano produkcję kwasu mlekowego przez drożdże Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae). Projekt NANOBE przyniósł liczne ważne osiągnięcia techniczne, łącznie składające się na zintegrowaną platformę. Naukowcy zbudowali mikro spektrometr mas, który już trafił na rynek. Stworzono także zautomatyzowaną platformę do badania obecności wybranych białek (test immunoenzymatyczny (ELISA)). Opracowano nowe metody pobierania próbek i przetwarzania małych ilości płynów, liczenia i sortowania komórek oraz rozcinania komórek w celu dostania się do zawartości wewnątrzkomórkowej. Ponadto, opracowano dwa nowe czujniki optyczne – jeden do pomiaru pH i jeden do rozpuszczonego dwutlenku węgla (CO2). Liczne narzędzia analityczne i technologie opracowane w ramach NANOBE zaowocowały złożeniem wniosku patentowego, 19 publikacjami w czasopismach fachowych oraz 15 prezentacjami podczas konferencji, a także wyraźnym zainteresowaniem ze strony użytkowników końcowych. Dzięki połączeniu technologii NANOBE powstał prototyp zintegrowanej, zautomatyzowanej platformy analitycznej składającej się z modułów lab-on-a-chip, której zadaniem jest monitorowanie rożnych procesów biologicznych w czasie rzeczywistym. Potrzebne są dalsze testy i optymalizacje w celu poprawy elastyczności testu urządzenia. Mimo wszystko już sam prototyp może pozwolić skrócić czas wdrażania i obniżyć koszty, jednocześnie podnosząc jakość produktów. Z rozwiązania tego skorzystają liczne sektory używające bioreaktorów, w tym branża farmaceutyczna, energetyczna i chemiczna.
