Name: נוהל כדי להעריך את היעילות של flocculants להרחקת מפוזרי חלקיקים מן תמציות צמחים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 37 s
Description: למד כיצד להעריך את יעילותם של פלוקולנטים להסרת חלקיקים מפוזרים מתמציות צמחים באמצעות מתודולוגיית DoE. שיטה זו מאפשרת לזהות פולימרים אופטימליים ולשפר את יעילות תהליך הסינון בתעשיית הביוטכנולוגיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ברצוני להודות לד"ר תומאס רדמאכר על אספקת זרעי הטבק המהונדסים ולאיברהים אל עמדי על טיפוח צמחי הטבק. ברצוני להודות לד"ר ריצ'רד מ. טווימן על הסיוע בעריכה ולפרופ' ד"ר ריינר פישר על הדיונים הפוריים. עבודה זו מומנה בחלקה על ידי המענק המתקדם של מועצת המחקר האירופית "Future-Pharma", הצעה מספר 269110, Fraunhofer-Zukunftsstiftung (קרן העתיד של Fraunhofer) והתוכניות הפנימיות של Fraunhofer-Gesellschaft במסגרת מענק מס. משוך 125-600164.

<ol><li>Godfray, H. C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+Security%3A+The+Challenge+of+Feeding+9+Billion+People%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People.</a> Science. 327, 812-818 (2010).</li>
<li>Fischer, R., Schillberg, S., Buyel, J. F., Twyman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commercial+aspects+of+pharmaceutical+protein+production+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Pharm.+Des%22%5BJournal%5D)">Commercial aspects of pharmaceutical protein production in plants.</a> Curr. Pharm. Des. 19, 5471-5477 (2013).</li>
<li>Pastores, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Phase+3%2C+multicenter%2C+open-label%2C+switchover+trial+to+assess+the+safety+and+efficacy+of+taliglucerase+alfa%2C+a+plant+cell-expressed+recombinant+human+glucocerebrosidase%2C+in+adult+and+pediatric+patients+with+Gaucher+disease+previously+treated+with+imiglucerase%5BTitle%5D)+AND+%22Blood+Cells+Mol.+Dis%22%5BJournal%5D)">A Phase 3, multicenter, open-label, switchover trial to assess the safety and efficacy of taliglucerase alfa, a plant cell-expressed recombinant human glucocerebrosidase, in adult and pediatric patients with Gaucher disease previously treated with imiglucerase.</a> Blood Cells Mol. Dis. 53, 253-260 (2014).</li>
<li>De Paepe, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+between+spiral-filter+press+and+belt+press+implemented+in+a+cloudy+apple+juice+production+process%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chem%22%5BJournal%5D)">A comparative study between spiral-filter press and belt press implemented in a cloudy apple juice production process.</a> Food Chem. 173, 986-996 (2015).</li>
<li>Buyel, J. F., Twyman, R. M., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+and+downstream+processing+of+plant-derived+recombinant+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Extraction and downstream processing of plant-derived recombinant proteins.</a> Biotechnol. Adv. 33, 902-913 (2015).</li>
<li>Wilken, L. R., Nikolov, Z. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recovery+and+purification+of+plant-made+recombinant+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Recovery and purification of plant-made recombinant proteins.</a> Biotechnol. Adv. 30, 419-433 (2012).</li>
<li>Buyel, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+development+trategies+in+plant+molecular+farming%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Pharm.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Process development trategies in plant molecular farming.</a> Curr. Pharm. Biotechnol. 16, 966-982 (2015).</li>
<li>Hassan, S., Keshavarz-Moore, E., Ma, J., Thomas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breakage+of+transgenic+tobacco+roots+for+monoclonal+antibody+release+in+an+ultra-scale+down+shearing+device%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Breakage of transgenic tobacco roots for monoclonal antibody release in an ultra-scale down shearing device.</a> Biotechnol. Bioeng. 111, 196-201 (2014).</li>
<li>Hassan, S., van Dolleweerd, C. J., Ioakeimidis, F., Keshavarz-Moore, E., Ma, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Considerations+for+extraction+of+monoclonal+antibodies+targeted+to+different+subcellular+compartments+in+transgenic+tobacco+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Considerations for extraction of monoclonal antibodies targeted to different subcellular compartments in transgenic tobacco plants.</a> Plant Biotechnol. J. 6, 733-748 (2008).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale-down+models+to+optimize+a+filter+train+for+the+downstream+purification+of+recombinant+pharmaceutical+proteins+produced+in+tobacco+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Scale-down models to optimize a filter train for the downstream purification of recombinant pharmaceutical proteins produced in tobacco leaves.</a> Biotechnol. J. 9, 415-425 (2014).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Downstream+processing+of+biopharmaceutical+proteins+produced+in+plants%3A+the+pros+and+cons+of+flocculants%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineered%22%5BJournal%5D)">Downstream processing of biopharmaceutical proteins produced in plants: the pros and cons of flocculants.</a> Bioengineered. 5, 138-142 (2014).</li>
<li>Gregory, J., Barany, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+and+flocculation+by+polymers+and+polymer+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Adsorption and flocculation by polymers and polymer mixtures.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 169, 1-12 (2011).</li>
<li>Zhou, Y., Franks, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flocculation+mechanism+induced+by+cationic+polymers+investigated+by+light+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Flocculation mechanism induced by cationic polymers investigated by light scattering.</a> Langmuir. 22, 6775-6786 (2006).</li>
<li>Runkana, V., Somasundaran, P., Kapur, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mathematical+modeling+of+polymer-induced+flocculation+by+charge+neutralization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Mathematical modeling of polymer-induced flocculation by charge neutralization.</a> J. Colloid Interface Sci. 270, 347-358 (2004).</li>
<li>Hjorth, M., Jorgensen, B. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+flocculation+mechanism+in+animal+slurry+established+by+charge+neutralization%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Polymer flocculation mechanism in animal slurry established by charge neutralization.</a> Water Res. 46, 1045-1051 (2012).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flocculation+increases+the+efficacy+of+depth+filtration+during+the+downstream+processing+of+recombinant+pharmaceutical+proteins+produced+in+tobacco%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Flocculation increases the efficacy of depth filtration during the downstream processing of recombinant pharmaceutical proteins produced in tobacco.</a> Plant Biotechnol. J. 12, 240-252 (2014).</li>
<li>Buyel, J. F., Opdensteinen, P., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose-based+filter+aids+increase+the+capacity+of+depth+filters+during+the+downstream+processing+of+plant-derived+biopharmaceutical+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Cellulose-based filter aids increase the capacity of depth filters during the downstream processing of plant-derived biopharmaceutical proteins.</a> Biotechnol. J. 10, 584-591 (2014).</li>
<li>Yasarla, L. R., Ramarao, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+Flocculation+of+Lignocellulosic+Hydrolyzates+by+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Dynamics of Flocculation of Lignocellulosic Hydrolyzates by Polymers.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 51, 6847-6861 (2012).</li>
<li>Montgomery, D. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMontgomery%2C+DC+%22Design+and+Analysis+of+Experiments%22">Design and Analysis of Experiments</a>. , John Wiley & Sons Incorporated. (2007).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+complex+systems+using+the+design+of+experiments+approach%3A+transient+protein+expression+in+tobacco+as+a+case+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Characterization of complex systems using the design of experiments approach: transient protein expression in tobacco as a case study.</a> J. Vis. Exp. , e51216(2014).</li>
<li>Espuny Garcia Del Real, G., Davies, J., Bracewell, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale-down+characterization+of+post-centrifuge+flocculation+processes+for+high-throughput+process+development%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Scale-down characterization of post-centrifuge flocculation processes for high-throughput process development.</a> Biotechnol. Bioeng. 111, 2486-2498 (2014).</li>
<li>Rathore, A. S., Sofer, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRathore%2C+AS+%22Process+Validation+in+Manufacturing+of+Biopharmaceuticals%2C+3rd+edn%2C+Vol.+1%22">Process Validation in Manufacturing of Biopharmaceuticals, 3rd edn, Vol. 1</a>. , Taylor & Francis. (2012).</li>
<li>Kang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+Novel+and+Efficient+Cell+Culture+Flocculation+Process+Using+a+Stimulus+Responsive+Polymer+to+Streamline+Antibody+Purification+Processes%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Development of a Novel and Efficient Cell Culture Flocculation Process Using a Stimulus Responsive Polymer to Streamline Antibody Purification Processes.</a> Biotechnol. Bioeng. 110, 2928-2937 (2013).</li>
<li>Menkhaus, T. J., Eriksson, S. U., Whitson, P. B., Glatz, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Host+selection+as+a+downstream+strategy%3A+Polyelectrolyte+precipitation+of+beta-glucuronidase+from+plant+extracts%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Host selection as a downstream strategy: Polyelectrolyte precipitation of beta-glucuronidase from plant extracts.</a> Biotechnol. Bioeng. 77, 148-154 (2002).</li>
<li>Holler, C., Vaughan, D., Zhang, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyethyleneimine+precipitation+versus+anion+exchange+chromatography+in+fractionating+recombinant+beta-glucuronidase+from+transgenic+tobacco+extract%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chromatogr.+A%22%5BJournal%5D)">Polyethyleneimine precipitation versus anion exchange chromatography in fractionating recombinant beta-glucuronidase from transgenic tobacco extract.</a> J. Chromatogr. A. 1142, 98-105 (2007).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+polymers+are+more+effective+than+natural+flocculants+for+the+clarification+of+tobacco+leaf+extracts%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Synthetic polymers are more effective than natural flocculants for the clarification of tobacco leaf extracts.</a> J. Biotechnol. 195, 37-42 (2014).</li>
<li>Pearson, C. R., Heng, M., Gebert, M., Glatz, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zeta+potential+as+a+measure+of+polyelectrolyte+flocculation+and+the+effect+of+polymer+dosing+conditions+on+cell+removal+from+fermentation+broth%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Zeta potential as a measure of polyelectrolyte flocculation and the effect of polymer dosing conditions on cell removal from fermentation broth.</a> Biotechnol. Bioeng. 87, 54-60 (2004).</li>
<li>Buyel, J. F., Gruchow, H. M., Boes, A., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rational+design+of+a+host+cell+protein+heat+precipitation+step+simplifies+the+subsequent+purification+of+recombinant+proteins+from+tobacco%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Eng.+J%22%5BJournal%5D)">Rational design of a host cell protein heat precipitation step simplifies the subsequent purification of recombinant proteins from tobacco.</a> Biochem. Eng. J. 88, 162-170 (2014).</li>
<li>Wang, S., Liu, C., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+polymer+flocculants+on+coagulation-microfiltration+of+surface+water%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Impact of polymer flocculants on coagulation-microfiltration of surface water.</a> Water Res. 47, 4538-4546 (2013).</li>
<li>Menkhaus, T. J., Anderson, J., Lane, S., Waddell, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyelectrolyte+flocculation+of+grain+stillage+for+improved+clarification+and+water+recovery+within+bioethanol+production+facilities%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Polyelectrolyte flocculation of grain stillage for improved clarification and water recovery within bioethanol production facilities.</a> Bioresour. Technol. 101, 2280-2286 (2010).</li>
<li>Mune, M. A. M., Minka, S. R., Mbome, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimising+functional+properties+during+preparation+of+cowpea+protein+concentrate%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Optimising functional properties during preparation of cowpea protein concentrate.</a> Food Chem. 154, 32-37 (2014).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictive+models+for+transient+protein+expression+in+tobacco+%28Nicotiana+tabacum+L.%29+can+optimize+process+time%2C+yield%2C+and+downstream+costs%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Predictive models for transient protein expression in tobacco (Nicotiana tabacum L.) can optimize process time, yield, and downstream costs.</a> Biotechnol. Bioeng. 109, 2575-2588 (2012).</li>
<li>Buyel, J. F., Kaever, T., Buyel, J. J., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictive+models+for+the+accumulation+of+a+fluorescent+marker+protein+in+tobacco+leaves+according+to+the+promoter%2F5%27UTR+combination%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Predictive models for the accumulation of a fluorescent marker protein in tobacco leaves according to the promoter/5'UTR combination.</a> Biotechnol. Bioeng. 110, 471-482 (2013).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+juice+extractor+can+simplify+the+downstream+processing+of+plant-derived+biopharmaceutical+proteins+compared+to+blade-based+homogenizers%5BTitle%5D)+AND+%22Process+Biochem%22%5BJournal%5D)">A juice extractor can simplify the downstream processing of plant-derived biopharmaceutical proteins compared to blade-based homogenizers.</a> Process Biochem. 50, 859-866 (2014).</li>
<li>Anderson, M. J., Whitcomb, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAnderson%2C+MJ+%22DOE+Simplified%3A+Practical+Tools+for+Effective+Experimentation.+Vol.+1%22">DOE Simplified: Practical Tools for Effective Experimentation. Vol. 1</a>. 1, Taylor & Francis. (2000).</li>
<li>Anderson, M. J., Whitcomb, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAnderson%2C+MJ+%22Response+Surface+Methods+Simplified%22">Response Surface Methods Simplified</a>. , Productivity Press. (2005).</li>
<li>Buyel, J. F., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generic+chromatography-based+purification+strategies+accelerate+the+development+of+downstream+processes+for+biopharmaceutical+proteins+produced+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Generic chromatography-based purification strategies accelerate the development of downstream processes for biopharmaceutical proteins produced in plants.</a> Biotechnol. J. 9, 566-577 (2014).</li>
<li>Myers, R. H., Montgomery, D. C., Anderson-Cook, C. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMyers%2C+RH+%22Response+Surface+Methodology%3A+Process+and+Product+Optimization+Using+Designed+Experiments%22">Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments</a>. , Wiley. (2009).</li>
</ol>

יש המחבר אין ניגודי אינטרסים לחשוף.

ההיבט החשוב ביותר שיש להביא בחשבון בעת הגדרת איילה לאפיין הפתתה חלקיקים הוא שהתכנון חייב עקרונית להיות מסוגל לזהות ולתאר את ההשפעות הצפויות או אפשריות 36,38, למשל השפעת pH, סוג הפולימר וריכוז פולימר 16. לכן, חשוב להעריך את החלק היחסי של מרחב תכנון (FDS) לפני תחילת הניסויים בפועל. FDS הוא השבריר של מרחב הניסיוני הרב-ממדי (מכוסה על ידי גורמי העיצוב, pH למשל), אשר במסגרתו ניתן לזהות הבדלים מוגדרים מראש בין שתי תוצאות ניסוי נתונות מערכת של השתנו...

צמחים נמצאים בשימוש נרחב כדי לייצר סחורות מזון כגון מיצי פרות, אבל הם יכולים גם להיות מפותחים כמו פלטפורמות לייצור מוצרי הביו-פרמצבטיקה בעלי ערך גבוה יותר 1-3. בשני המקרים, עיבוד במורד הזרם (DSP) לעתים קרובות מתחיל עם החילוץ של נוזלים מרקמות כגון עלים או פירות, ואחריו ההבהרה של תמציות-לאדן החלקיקים 4,5. לייצור תרופות ביולוגיים, העלויות של DSP יכולות להסביר עד 80% מעלויות הייצור הכוללים 6,7 וזאת חלק משקפת את ההווה נטל חלקיקים גבוהים תמציות הוכנו בשיטות משבשות כגון המגון להב מבוסס 8,9 . למרות הבחירה הרציונלית של שכבות מסננות כדי להתאים את התפלגות גודל חלקיקים בתמצית יכולה להגדיל את הקיבולת מסננת ולהפחית עלויות 10,11, השיפור לא יכול לחרוג מתקרת הקיבולת המוחלטת המוגדרת במספר החלקיקים חייבים להישמר לכליחידת שטח מסנן להשיג הבהרה. התקרה ניתן להרים אם פחות חלקיקים מגיעים לפני השטח של מסנני משובחי הרכבת הסינון, זו יכולה להיות מושגת אם חלקיקים מפוזרים הם מעורבבים עם פולימרים המכונים flocculants המקדמים צבירה להקים flocs הגדול 12. flocs כזה ניתן להיעזר הזרם עוד יותר על ידי מסנני שק גס ופחות יקר, הפחתת הנטל חלקיק שהגיע עדינה ומסננים עומק יקר יותר. חייבים להיות פולימרי פרופילי בטיחות מתאימים ליישומים שלהם, למשל עבור הביופרמצבטיקה הם צריכים להיות תואמים ייצור נאות (GMP), ובדרך כלל הם חייבים להיות מסה טוחנת&gt; 100 kDa והוא יכול גם להיות ניטראלי או טעון 13. בעוד flocculants הניטראלי פועל בדרך כלל על ידי cross-linking חלקיקים מפוזרים גרימת הצבירה שלהם ויצירת flocs בקטרים&gt; 1 מ&quot;מ 11, פולימרים טעונים לנטרל את המטען של דחלקיקי ispersed, הפחתת המסיסות שלהם ובכך גרמו ממטרים 14. הפתתה ניתן לשפר על ידי התאמת פרמטרים כגון חיץ pH או מוליכות, ואת סוג הפולימר או ריכוז, כדי להתאים את המאפיינים של תמצית 15,16. תמציות טבק pretreated עם 0.5-5.0 גרם ל -1 polyethylenimine (PEI), גדול יותר מאשר גידול פי 2 ב קיבולת עומק מסנן נמסר בתהליך 100-L טייס מידה. עלות פולימר זה פחות מ -10 € קילו -1 כך החדרתו תהליך הביאה לחיסכון בעלויות של כ -6,000 € עבור מסננים מתכלה לכל תצווה 16 או אפילו יותר כאשר הוא משולב עם עזרי מסנן מבוסס תאי 17. אף על פי כן, מודלים חזויים נדרשים להעריך את ההטבות כלכליות אפריורי של flocculants כי הכללה יכול לדרוש צעדי אחיזה של 15-30 דקות 16,18, וכתוצאה מכך עלויות השקעה נוספות לאחסוןטנקים. עם זאת, אין כיום מודלים מכניסטית זמינים שיכול לחזות את התוצאה של ניסויים כאלה בשל האופי המורכב של הפתתה. לכן, מתאים יותר עיצוב של ניסויים (DOE) הגישה 19 פותחה כמתואר במאמר זה. פרוטוקול עבור הליך האיילה הכללי לאחרונה פורסם 20. מכשירים בקנה מידה קטנה זמינים כעת עבור הקרנת התפוקה הגבוהה של תנאים הפתתה 21. עם זאת, מכשירים אלה לא יכולים לדמות תנאים מציאותיים במהלך הפתתה של תמציות צמחים כי ממד כלי התגובה (~ 7 מ&quot;מ עבור בארות על צלחת 96-היטב) ואת החלקיקים או flocs יכול להיות פחות מ בסדר גודל זה מזה. הדבר עלול להשפיע על ערבוב דפוסים ובכך כוח הניבוי של המודל. יתר על כן, זה יכול להיות קשה כדי להקטין תהליכים מעורבים ממטרים עקב שינויים שאינו ליניארי בהתנהגות ערבוב STA המשקעbility 22. לכן, במאמר זה מתאר מערכת הקרנת ספסל העליונה בקנה מידה עם תפוקה של 50-75 דגימות ליום, מניב תוצאות שאינן מדרגים מכרך התגובה הראשוני 20 מיליליטר לתהליך 100 L טייס מידת 16. בשילוב עם גישת איילה, זה מאפשר מודלים המנבאים לשמש אופטימיזציה תהליך ותיעוד כחלק מושג איכות-ידי עיצוב. השיטה המתוארת להלן עשויה גם להיות מותאמת ל תרופות ביולוגיות מיוצרות בתא תהליכי התרבות מבוססת, שבו flocculants גם נבחנים ככלי לחיסכון בעלויות 23. זה יכול גם לשמש מודל המשקע של חלבוני היעד מ תמצית גולמית כחלק מאסטרטגית טיהור, כפי שמודגם עבור β-glucuronidase מיוצר קנולה, תירס וסויה 24,25. תיאור מפורט של תכונות flocculant ניתן למצוא במקום אחר 16,26 וזה חשוב לוודא כי concentr הפולימרations הם או רעיל או מתחת לרמות מזיקות במוצר הסופי 11.

<table><tbody><tr><td>2100P נייד טורבידימטר</td><td>Hach</td><td>4650000</td><td>טורבידימטר</td></tr><tr><td>2G12 נוגדן</td><td>Polymun</td><td>AB002</td><td>נוגדן</td></tr><tr><td>ייחוס Biacore T200</td><td>GE Healthcare</td><td>28-9750-01</td><td>מכשיר SPR</td></tr><tr><td>BP-410</td><td>Furh</td><td>2632410001</td><td>מסנן תיק</td></tr><tr><td>Catiofast VSH</td><td>BASF</td><td>79002360</td><td>Flocculating Agent</td></tr><tr><td>צנטריפוגה 5415D</td><td>Eppendorf</td><td>5424 000.410</td><td>צינור צנטריפוגה</td></tr><tr><td>15 מ"ל</td><td>שפופרת</td><td>תגובה 2017106 לבומדיק</td><td></td></tr><tr><td>50 מ"ל</td><td>צינור תגובה</td><td>1110504 לבומדיק</td><td></td> העומד בפני עצמו</tr><tr><td>Chitosan</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>5375.1</td><td>חומר פלוקולציה</td></tr><tr><td>Design-Expert(R) 8</td><td>Stat-Ease, Inc.</td><td>תוכנת n.a.DoE</td><td></td></tr> <tr><td>דיסודיום פוספט</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>&nbsp; 4984.3&nbsp;</td><td>רכיב מדיה</td></tr><tr><td>Ferty 2 Mega</td><td>Kammlott</td><td>5.220072</td><td>דשן</td></tr><tr><td>פורמה -86C מקפיא ULT מקפיא</td><td>ThermoFisher</td><td>88400</td><td></td></tr><tr><td>מקפיא חממה</td> n.a.n.a.לגידול <td></td><td></td><td>צמחים</td></tr><tr><td>גרודן קוביות צמר סלעים 10 x 10 ס"מ</td><td>גרודן</td><td>102446</td><td>בלוק צמר סלעים</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>9105.3</td><td>רכיב מדיה</td></tr><tr><td>K700P 60D</td><td>Pall</td><td>5302305</td><td>עומק מסנן</td></tr><tr><td>שכבת KS50P 60D</td><td>Pall</td><td>B12486</td><td>עומק שכבת סינון</td></tr><tr><td>Miracloth</td><td>Labomedic</td><td>475855-1R</td><td>בד סינון</td></tr><tr><td>MultiLine Multi 3410 IDS</td><td>WTW</td><td>WTW_2020</td><td>pH meter / מד מוליכות</td></tr><tr><td>Osram מגניב לבן 36 W</td><td>Osram</td><td>4930440</td><td>מקור אור</td></tr><tr><td>Phytotron</td><td>Ilka Zell</td><td></td><td>n.a.לגידול צמחים</td></tr><tr><td>Polymin P</td><td>BASF</td><td>79002360</td><td>חומר פלוקולציה</td></tr><tr><td>POLYTRON PT 6100 D</td><td>Kinematica</td><td>11010110</td><td>מכשיר הומוגניזציה עם כלי להב מותאם אישית</td></tr><tr><td>חלבון A</td><td>Life טכנולוגיות</td><td>10-1006</td><td>חלבון קושר נוגדנים</td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>P029.2</td><td>סינרגיה של רכיב מדיה</td></tr><tr><td> HT</td><td>BioTek</td><td>SIAFRT</td><td>קורא לוחות פלואורסצנטי</td></tr><tr><td>TRIS</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>4855.3</td><td>רכיב מדיה</td></tr><tr><td>Tween-20</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>9127.3</td><td>רכיב מדיה</td></tr><tr><td>VelaPad 60</td><td>Pall</td><td>VP60G03KNH4</td><td>בית מסנן</td></tr><tr><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>Malvern</td><td>ZEN3600</td><td>DLS מדידת התפלגות גודל חלקיקים</td></tr></tbody></table>

נוהל כדי להעריך את היעילות של flocculants להרחקת מפוזרי חלקיקים מן תמציות צמחים

Procedure to Evaluate the Efficiency of Flocculants for the Removal of Dispersed Particles from Plant Extracts

צמחים חשובים לבני אדם לא רק בגלל שהם מספקים סחורות כמו מזון, מזון וחומרי גלם, אלא יותר ויותר מכיוון שהם יכולים לשמש כפלטפורמות ייצור למוצרים בעלי ערך מוסף כמו ביו-פרמצבטיקה. בשני המקרים, ייתכן שיהיה צורך להבהיר תמציות צמחים נוזליות כדי להסיר חלקיקים. הבהרה אופטימלית מפחיתה את עלויות הסינון והצנטריפוגה על ידי הגדלת הקיבולת ואורך החיים. ניתן להשיג זאת על ידי הכנסת פולימרים טעונים המכונים פלוקולנטים, אשר מקשרים חלקיקים מפוזרים כדי להקל על הפרדת מוצק-נוזל. אין מודלים מכניסטיים של פלוקולציה לתערובות מורכבות כמו תמציות צמחים, ולכן משתמשים במקום זאת במודלים אמפיריים. כאן מתואר הליך תכנון ניסויים המאפשר סינון מהיר של פלוקולנטים שונים, אופטימיזציה של בירור תמציות צמחים והפחתה משמעותית של עכירות. מודלי החיזוי המתקבלים מאפשרים זיהוי של תנאי תהליך חזקים וקבוצות של פולימרים בעלי תכונות משלימות, למשל פלוקולציה יעילה בתמציות עם מוליכות ספציפית. התוצאות המוצגות עבור תמציות עלי טבק ניתנות להתאמה בקלות למיני צמחים או רקמות אחרות ובכך יקלו על פיתוח תהליכים חסכוניים יותר במורד הזרם עבור סחורות ותרופות שמקורן בצמחים.

הפתתה של תמצית טבק עם פולימרים שונים השיטה המתוארת לעיל שמשה בהצלחה לפתח תהליך של הפתתה של תמציות טבק במהלך הייצור של נוגדנים חד שבטיים (HIV-נטרול נוגדני 2G12) לבין חלבון פלואורסצנטי (DsRed) (איור 1) 16, ומאז הועברה לחלבונים אחרים כולל לקטינים, מועמדים חיסון למלריה חלבונים היתוך (נתונים שלא פורסמו). בדרך כלל, היישום של f...

נוהל תכנון הניסויים המוצג כאן מאפשר להעריך פלוקולנטים שונים מבחינת יכולתם לצבור חלקיקים מפוזרים בתמציות צמחים, ובכך להפחית את העכירות ואת עלויות העיבוד במורד הזרם.

Plants are important to humans not only because they provide commodities such as food, feed and raw materials, but increasingly because they can be used ...

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא לזהות פלוקולנטים (חומרי פלוקולציה) שיכולים לשפר את הסרת חלקיקים מפוזרים מתוך תמציות צמחים. דבר זה מושג באמצעות תכנון ניסויי לזיהוי הפולימרים והפרמטרים היעילים ביותר השולטים באגרגציה של חלקיקים מפוזרים אלו. השלב השני מגדיר את זרימת העבודה, התואמת את פעולות היחידה המשמשות ביישום בקנה מידה גדול.בשלב הבא, תכיני תמציות עלים עבור פלוקולנטים תחת תנאים שונים, אשר ינותחו במטרה למדוד את העכירות ואת התשוא של המוצר. התוצאות מציגות את תנאי הפלוקולציה והפולימרים האופטימליים על בסיס הערכת מודל של תכנון ניסויים, אותו נקצר כ-DoE. היתרון העיקרי של טכניקה זו בהשוואה להבהרה מסורתית באמצעות סינון עומק בלבד, הוא שניתן להגדיל את קיבולת המסנן פי כמה, ובכך להפחית את עלויות התהליך הכוללות.פלוקולציה (התגבשות) יכולה להגדיל את הקוטר האפקטיבי של החלקיקים ולהקל על הסרתם באמצעות סרטיפוגציה או סינון. לכן, יש לזהות תחילה את פרמטרי התהליך הסביבתיים הרלוונטיים להליך הפלוקולציה. בדרך כלל, קיימים מספר פרמטרים כאלה.לפיכך, גישת DoE היא הולמת בהינתן המחסור במודלים מכניסטיים. ה-DoE מוגדר על ידי בחירת פרמטרים המבוססים על נתוני ספרות וידע קודם. פרמטרים טיפוסיים כוללים את זמן האינקובציה, כמו גם את סוג הפולימר והריכוז שלו.התוצאות הניסיוניות המשמשות להערכת יעילות הפלוקולציה, כגון יכולת סינון (filtratability), מוגדרות אף הן לפני הניסוי. מידע זה מוזן לאחר מכן למודל DoE המתאים למספר הגורמים שייבחנו ולרמת הידע שנצברה כבר על המערכת. פותח תזרים עבודה המקיף את כל השלבים הרלוונטיים לפלוקולציה ולעיבוד של תמציות צמחים בקנה מידה מעבדתי.נפח המנה (aliquot) צריך להיות קטן מספיק כדי לאפשר תפוקת דגימות גבוהה. ביצועי הציוד המעבדתי צריכים להיות תואמים לאלו של המכשירים בקנה מידה תעשייתי. הצמחים גודלים באופן המייצג את התהליך הסופי.וכל הכלים והעזרים מוכנים לפני תחילת ניסויי המיצוי והפלוקולציה. תמיסות המלאי של הפלוקולנטים מוכנות בקפידה, תוך התחשבות בדילול מוקדם שבוצע על ידי היצרן. בחירה בריכוז מלאי זהה עבור כל הפלוקולנטים מפשטת את הפעולות הבאות של פיפטור ומפחיתה את הסבירות לטעויות.מרכיבי הבאפר, ה-pH והמוליכות עבור כל תמיסת מלאי טרייה של פלוקולנט מוכנים כך שיתאימו לתנאים של התמציות. לוח הזמנים של ה-DoE מומר לסכימת פיפטינג המגדירה את נפחי תמיסות המלאי שיש להוסיף לדגימות תמצית הצמח. דגימות תמצית צמח מוכנות מעלי טבק שנאספו, תוך שימוש בבאפרים התואמים לתנאים שייבחנו ב-DoE.בעוד התמצית נערבבת, מכינים מנות (aliquots) בהתאם לנפח שהוגדר מראש. פעולה זו תבטיח התפלגות הומוגנית של החלקיקים בכל הדגימות. לכל מנה מתווסף באפר מיצוי, כך שלכל דגימה יהיה אותו נפח לאחר הוספת תמיסת מקור של פלוקולנט.נפח תמיסת המלאי שהוגדר ב-DoE מתווסף לדגימה באופן רצפי כפי שצוין בסדר ההרצות המגורבל. הפולימר מופץ באופן הומוגני בכל הדגימה על ידי ניעור המבחנה מיד לאחר הוספת הפולימר, דבר שיבטיח גם שהתוצאות של הפלוקולציה יהיו הדירות.אך יש ליישם זאת ב-DoE. היווצרות פלוקים (Flocs) דורשת בדרך כלל זמן דגירה של 3 עד 30 דקות. היצמדות לזמני הדגירה שהוגדרו ב-DoE הכרחית להשגת תוצאות הדירות.ניתן להשתמש במהירות השקיעה של הפלוקים או בעכירות של התסננים ובקיבולת הסינון כדי להעריך את ביצועי הפלוקולנט. חשוב גם לוודא שהפולימרים אינם מפריעים למוצרים כגון חלבונים. לאחר אישור איכות הנתונים, ניתן להעביר את המידע לתוכנת ה-DoE.הנתונים הניסיוניים מנותחים באמצעות הכלים המובנים בתוכנת ה-DoE, כולל כלים לטרנספורמציה של נתונים, בחירת גורמים ובקרת איכות. בנוסף לשימוש בכלים אלו, המודל הסופי צריך להתאימו גם לחוקי הפיזיקה והתרמודינמיקה הבסיסיים. לאחר אישור איכות המודל, ניתן להשתמש בו כדי לחזות את התנאים האופטימליים לפלוקולציה.על בסיס תחזיות המודל, ניתן לצמצם את מרחב התכנון לאזור הרלוונטי ביותר עבורו ניתן להקים DoE חדש, תוך חזרה על הפרוצדורה שתוארה קודם לכן. לאחר מכן, ניתן לאשש את התוצאות בקנה מידה של פיילוט או ייצור. במחקר מייצג זה, נבדקו ביצועיהם של 23 פלוקולנטים סינתטיים שונים וארבעה פלוקולנטים טבעיים לבחינת יכולתם לגרום לפלוקולציה של תמציות עלי טבק באמצעות גישת DoE.תוך התחשבות בפרמטרים ספציפיים לפולימר, כגון ריכוז וסוג הפולימר, אך גם בפרמטרים של התהליך, כגון זמן הדגרה, טמפרטורה, pH של הבאפר ומוליכות. באמצעות סדרה של ארבעה תכנונים מקננים מסוג IV-optimal, שכללו סך הכל כ-200 מנות תמצית של 20 mL, מצאנו כי Polymin P היה הפלוקולנט היעיל ביותר עבור תמציות טבק בטווח pH של ארבע עד שמונה, כל עוד הטמפרטורה הייתה בין 4 ל-30 °C. זמן הדגרה של 15 דקות הספיק לפלוקולציה, אך היעילות פחתה במוליכויות הגבוהות מ-40 mS/cm.עם זאת, גישת ה-DoE הראתה כי Catiofast VSH השלים את Polymin P, והשיג פלוקולציה יעילה במוליכויות הגבוהות מ-40 mS per cm. כאשר פלוקולנטים אלו הוכנסו לתהליך העיבוד של תמציות טבק (downstream processing), קיבולת מסנני העומק שהופעלו עלתה פי 3.2 עד 5.7, ובכך הופחתה עלות המוצר לשלב זה בהתאם. אישרנו כי הפלוקולנטים לא הפחיתו את התשואה של חלבוני מטרה, כולל נוגדן מונוקלונלי, חלבון פלואורסצנטי, לקטין ומועמדים שונים לוואקצינים.תנאי הפלוקולציה האופטימליים אושרו גם במיכל בקנה מידה פיילוטי של 100 L. תוצאות ה-DoE הועברו בהצלחה גם לתמציות טבק שהוכנו באמצעות מכבש ברגים במקום הומוגניזטור מבוסס להבים, מה שמדגיש עד כמה המידע שנאסף הוא בעל יישום רחב. כמו כן, התאמנו את השיטה לבדיקת שילובים של חומרי פלוקולציה שפעלו באותה מידה של יעילות.לאחר צפייה בסרטון זה, עליך להבין כיצד להקים ניסויי פלוקולציה עבור תמציות צמחים באמצעות גישת DoE.

procedure-to-evaluate-efficiency-flocculants-for-removal-dispersed

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

פותחה גישה לזיהוי תנאי ריכוז נגיפי אופטימליים עבור דגימות מים בנפח קטן באמצעות קוצים של אדנו-וירוס אנושי. הטכניקות המתוארות כאן משמשות לזיהוי פרמטרי ריכוז עבור מטרות נגיפיות אחרות, ומיושמות על ניסויים בריכוז נגיפי בקנה מידה גדול.

נוהל נפח קטן לריכוז נגיפי ממים

ניסוח של דיו יציב ופונקציונלי הוא קריטי להרחבת היישומים של ייצור תוספים.  בתורו, נדרש ידע על מנגנוני הדבקת פיזור/חלקיקים לניסוח דיו יעיל.  ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פורייה טרנספורמציה מפוזרת (DRIFTS) מוצגת כדרך פשוטה וזולה לקבל תובנה לגבי מנגנונים אלה.

לפזר החזרה אינפרא אדום Spectroscopic זיהוי של פיזור / חלקיקים מנגנוני Bonding בדיו פונקציונלי

שיטות מוצגות להפקה הממוקדת של פעילי שטח נוכח אירוסולים אטמוספריים ואת הנחישות של הריכוזים שלהם המוחלטים עקומות מתח פנים במים, כוללים ריכוז micelle הביקורתית שלהם (CMC).

הפקת ואפיון של חומרים פעילי שטח מ אירוסולים באטמוספירה

חומרים מזינים מתנה בצורת חלקיקים יכול לתרום באופן משמעותי עומסי הכוללת במים חקלאית ניקוז. מחקר זה מתאר שיטה כדי ללכוד חלקיקים מן החווה תעלת ניקוז ומים משוקלל זרימה מעל לכל אורך האירוע ניקוז.

לכידת משוקלל זרימת מים, חלקיקים מן התעלות חקלאית במהלך אירועים ניקוז

יכול להיות בצורה הטובה ביותר בסביבת מעבדה מבוקרת חקר את האינטראקציה והצטברות של קליי, תאים חיידקיים בתחום הימי, שנצפתה סביבות טבעיות. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול מפורט, אשר מתאר שיטה למדידת קצב שקיעת חומר ו cyanobacterial floccules.

קביעת שיעור ליישוב של קליי/Cyanobacterial Floccules

. הנה, מתוארים bioassays שנועד לעקוב אחר ההתפתחות של חיידקים פטריות, Colletotrichum fioriniae, בנוכחות תמציות פרחים עם אוכמניות או חמוציות על coverslips זכוכית דקה. מים, כלורופורם- ו שדה מי גשמים - מבוסס פרחוני מיצוי טכניקות מפורטים כמו גם תובנה איך המידע הזה יכול להיות מיושם.

Colletotrichum fioriniae פיתוח מים ותמציות פרחים מבוסס כלורופורם אוכמניות, חמוציות

Fractionation גודל וצפיפות משולב (CSDF) היא שיטה להפרדת פיזית אדמה לתוך שברים שונות מרקם (גודל החלקיקים) ו מינרלוגיה (צפיפות). המטרה היא לבודד שברים עם reactivities שונים לעבר חומר אורגני בקרקע (סום), על מנת להבין טוב יותר את האינטראקציות אורגניות-מינרליים ואת הדינמיקה סום.

גודל משולב של צפיפות Fractionation של קרקעות החקירות של האינטראקציות אורגניות-מינרליים

בהליך זה, מבוסס על מעטפת המבוססת על DsRed-בסיס להפקת שרף מיוחד בררני ללכידת נוגדנים חד-שבטיים מתמציות צמחים גולמי או סופרנטנמלים של תרבות התאים, כחלופה לחלבון A.

הופעל מקושרת צולבת מקושרת לפיתוח מהיר של שרפים כרומטוגרפיה של אהדה-לכידת נוגדן כמחקר מקרה

ריכוז הנגיף מדגימות מים ושפכים סביבתיים הוא משימה מאתגרת, המתבצעת בעיקר לזיהוי וכימות נגיפים. בעוד מספר שיטות ריכוז וירוסים פותחו ונבדקו, אנו מדגימים כאן את היעילות של ultrafiltration ו flocculation חלב דל שומן עבור וירוסים RNA עם סוגי דגימה שונים.

ריכוז חלקיקי הנגיף מדגימות מים ושפכים סביבתיים באמצעות חלב דל שומן ואולטרה-סינון

עמידות הצמח אל אוכלי צמחים חרקים לעיסה ניתן לבדוק בכמה דרכים. כאן, אנו מדגימים כיצד הגדרת בחירה ניסוי אין ברירה עם thaliana הצמח ארבידופסיס מודל לזהות התנגדות המינים הדברה פיאריס ראפא.

בחירה אין ברירה מבחני לבחינות ההתנגדות של thaliana א &#39;חרקים לעיסת

למד כיצד להעריך את יעילותם של פלוקולנטים להסרת חלקיקים מפוזרים מתמציות צמחים באמצעות מתודולוגיית DoE. שיטה זו מאפשרת לזהות פולימרים אופטימליים ולשפר את יעילות תהליך הסינון בתעשיית הביוטכנולוגיה.

נוהל כדי להעריך את היעילות של flocculants להרחקת מפוזרי חלקיקים מן תמציות צמחים

גלה סרטונים נוספים