Procedura per valutare l'efficienza di flocculanti per la rimozione di particelle disperse di estratti di piante

Sommario

La procedura di progettazione degli esperimenti qui presentata consente la valutazione di diversi flocculanti in termini della loro capacità di aggregare particelle disperse in estratti vegetali, riducendo così la torbidità e i costi del trattamento a valle.

Abstract

Le piante sono importanti per gli esseri umani non solo perché forniscono materie prime come cibo, mangimi e materie prime, ma sempre più perché possono essere utilizzate come piattaforme di produzione per prodotti a valore aggiunto come i biofarmaci. In entrambi i casi, potrebbe essere necessario chiarificare gli estratti vegetali liquidi per rimuovere il particolato. Una chiarificazione ottimale riduce i costi di filtrazione e centrifugazione aumentando la capacità e la longevità. Ciò può essere ottenuto introducendo polimeri carichi noti come flocculanti, che reticolano le particelle disperse per facilitare la separazione solido-liquido. Non esistono modelli meccanicistici di flocculazione per miscele complesse come gli estratti vegetali, quindi vengono utilizzati modelli empirici. Qui viene descritta una procedura di progettazione degli esperimenti che consente lo screening rapido di diversi flocculanti, ottimizzando la chiarificazione degli estratti vegetali e riducendo significativamente la torbidità. I modelli predittivi risultanti consentono l'identificazione di condizioni di processo robuste e di insiemi di polimeri con proprietà complementari, ad esempio un'efficace flocculazione in estratti con conducibilità specifiche. I risultati presentati per gli estratti di foglie di tabacco possono essere facilmente adattati ad altre specie vegetali o tessuti e faciliteranno quindi lo sviluppo di processi a valle più efficienti in termini di costi per le materie prime e i prodotti farmaceutici di origine vegetale.

Introduzione

Le piante sono ampiamente utilizzati per la produzione di prodotti alimentari quali succhi di frutta, ma possono anche essere sviluppati come piattaforme per la fabbricazione di maggior valore biofarmaceutici ^1-3. In entrambi i casi, la lavorazione a valle (DSP) spesso inizia con l'estrazione di liquidi dai tessuti come foglie o frutti, seguita dalla chiarificazione di estratti di particelle cariche ^4,5. Per la fabbricazione dei prodotti biofarmaceutici, i costi di DSP possono rappresentare fino al 80% dei costi di produzione complessivi ^6,7 e ciò in parte riflette l'alta pressione di particelle presenti negli estratti preparati con metodi di disturbo come omogeneizzazione blade basato ^8,9 . Sebbene la scelta razionale di strati filtranti per abbinare la distribuzione granulometrica nell'estratto può aumentare la capacità filtrante e ridurre i costi ^10,11, il miglioramento può non superare il limite di capacità di assoluta definito dal numero di particelle che devono essere conservati perunità di superficie filtrante per ottenere chiarimenti.

Il soffitto può essere sollevato se meno particelle raggiungono la superficie dei migliori filtri nel treno filtrazione, e questo può essere raggiunto se particelle disperse sono miscelati con polimeri noti come flocculanti che promuovono l'aggregazione a formare grandi flocculi ^12. Tali fiocchi possono essere conservati più a monte da filtri a maniche grossolane e meno costosi, riducendo il carico di particelle di raggiungere il più fine e filtri di profondità più costosi. I polimeri devono avere profili di sicurezza adeguati per le loro applicazioni, ad esempio per prodotti biofarmaceutici devono essere conformi alle buone pratiche di fabbricazione (GMP), e in genere devono avere un molare di massa> 100 kDa e possono essere sia neutro o addebitato ^13. Considerando flocculanti neutri genere agiscono mediante reticolazione particelle disperse causando la loro aggregazione e la formazione dei fiocchi di diametro> 1 mm ^11, polimeri applicati neutralizzare la carica di dparticelle ispersed, riducendo la loro solubilità e provocando così la precipitazione ^14.

Flocculazione può essere migliorata regolando parametri quali tampone di pH o conducibilità, e il tipo di polimero o di concentrazione, in base alle proprietà dell'estratto ^15,16. Per gli estratti di tabacco pretrattati con 0,5-5,0 g L ^-1 polietilenimmina (PEI), un incremento maggiore di 2 volte della capacità di filtro di profondità è stato segnalato in un processo su scala pilota 100-L. Il costo di questo polimero è inferiore a 10 kg ^-1 così la sua introduzione nel processo portato a risparmi di costo di circa € 6.000 per filtri e materiali di consumo per lotto ¹⁶ o anche di più se combinato con filtro a base di cellulosa aiuti ^17. Anche così, modelli predittivi sono necessari per valutare i benefici economici a priori flocculanti perché la loro inclusione può richiedere fasi di attesa di 15-30 min ^16,18, con conseguente ulteriore costi di investimento per lo stoccaggiocarri armati. Tuttavia, attualmente non esistono modelli meccanicistici disponibili che possono predire l'esito di tali esperimenti a causa della natura complessa di flocculazione. Pertanto, un approccio ¹⁹ esperimenti progettazione di-più appropriati (DoE) è stato sviluppato come descritto in questo articolo. Un protocollo per la procedura generale DoE è stato recentemente pubblicato ^20.

Dispositivi di piccole dimensioni sono ora disponibili per l'high-throughput screening di condizioni di flocculazione ^21. Tuttavia, questi dispositivi non possono realisticamente simulare le condizioni durante la flocculazione di estratti vegetali perché le dimensioni del recipiente di reazione (~ 7 mm per pozzetti su una piastra a 96 pozzetti) e le particelle o fiocchi possono essere inferiore ad un ordine di grandezza a parte. Questo può influenzare i modelli e quindi il potere predittivo del modello di miscelazione. Inoltre, può essere difficile per scalare i processi che coinvolgono precipitazioni dovute a variazioni non lineari nel comportamento di miscelazione e precipitato stabilità ^22. Pertanto, questo articolo illustra un sistema di screening banco scala con una portata di 50-75 campioni al giorno, producendo risultati che sono scalabile dal volume iniziale reazione 20 ml ad un processo su scala pilota 100 L ^16. Quando combinato con un approccio DoE, questo permette ai modelli predittivi da utilizzare per l'ottimizzazione del processo e la documentazione come parte di un concetto di qualità by design.

Il metodo descritto di seguito può anche essere adattato alle biofarmaceutici prodotte nei processi basati su colture cellulari, in cui flocculanti sono anche essere considerato come uno strumento di risparmio di costi ^23. Può anche essere usata per modellare la precipitazione delle proteine ​​target da un estratto grezzo come parte di una strategia di purificazione, come dimostrato per β-glucuronidasi prodotto in canola, soia e granoturco ^24,25. Una descrizione dettagliata delle proprietà flocculanti può essere trovato altrove ^16,26 ed è importante per garantire che il polimero Concni sono o non tossici o nocivi di sotto dei livelli nel prodotto finale ^11.

Protocollo

1. Sviluppare una strategia sperimentale adeguato

1. Identificare i parametri ambientali e di processo che sono rilevanti per la procedura di flocculazione essere stabilito o ottimizzate, vale a dire che i fattori hanno l'effetto più forte sul flocculazione. Tipicamente, ci sono parecchi tali parametri così un approccio DoE come recentemente descritti ²⁰ è necessario a causa della mancanza di modelli meccanicistici.
   1. Selezionare i parametri (fattori) sulla base di dati di letteratura ^12, previa conoscenza ed esperienza con il sistema. Fattori tipici includono tampone pH, conducibilità del buffer, il tempo di incubazione e la temperatura così come il tipo di polimero e la concentrazione ^15,16,27.
   2. Utilizzare gli stessi riferimenti (vedere 1.1) per definire gli intervalli significativi per ciascun fattore numerico e livelli per i fattori categoriali.
   3. Definire i risultati sperimentali (risposte) da monitorare e utilizzati per valutare l'efficienza di flocculazione. A seconda del sistema, questapuò essere filtrato o surnatante torbidità, velocità di sedimentazione, la dimensione globale o la capacità di un ulteriore filtro ^16,23,28-30.
   4. Assicurarsi che i test utilizzati per misurare le risposte sono quantitative, robusto e ripetibile / riproducibili in modo che i dati di alta qualità risultanti possono essere aumentati con esperimenti condotti in seguito o da un altro operatore.
2. Scegliere un tipo DoE atto a soddisfare il numero di fattori da indagare e il grado di conoscenza già accumulata sul sistema. Utilizzare letteratura disponibile per identificare un tipo adatto DoE ^20.
   1. Selezionare un progetto di screening, se ci sono poche informazioni circa il sistema di flocculazione di essere indagato, un gran numero di parametri deve essere schermato o poco si sa circa gli intervalli significativi per i parametri. disegni di screening tipici sono completi e frazionari disegni fattoriali. Includere punti centrali nella progettazione, se si prevede che i parametri per avere un impatto non lineare, ad esempio, Saturazione al di sopra di una certa soglia ^19.
   2. Selezionare una metodologia superficie di risposta (RSM), ad esempio, centrale disegno composito (CCD) ³¹ o ottimale ^32,33, anche se solo un paio di fattori con intervalli di ben noti devono essere caratterizzati con precisione.
3. Impostare il DoE con software appropriato, garantendo un criterio di qualità a priori, come la frazione di spazio di progettazione sono soddisfatte ^20.

2. Preparare i Esperimenti flocculazione

Figura 1: Estratto di piante flocculazione flusso di lavoro: scala di processo (a sinistra) e la scala da banco (a destra). Dopo estrazione di proteine ​​con tamponi acquosi, particelle disperse di detriti cellulari sono aggregati con l'aggiunta di flocculanti. Gli aggregati vengono eliminati tramite una cascata di sacchetto e profondità filtrazione e la capacità di questifiltri insieme con i torbidità del filtrato può essere utilizzato direttamente per misurare l'efficienza della flocculazione.

1. Sviluppare un Sperimentale lavoro flusso generale (figura 1).
   1. Utilizzare un dispositivo di estrazione che provoca la stessa distribuzione granulometrica atteso (o già osservato) a scala applicazione finale, ad esempio un omogeneizzatore specializzata. Se possibile, la progettazione di un modello in scala-down dell'estrattore come descritto per l'omogeneizzazione di foglie di tabacco ^10.
   2. Definire i volumi di estratto utilizzato durante gli esperimenti di flocculazione (qui 20 ml). Selezionare un volume che consente a un numero rappresentativo di particelle ad essere presente nel recipiente di reazione, ad esempio, gli esperimenti di flocculazione in 20 ml aliquote ha prodotto risultati riproducibili e scalabile per gli estratti di tabacco che contengono ~ 7% [w / v] solidi ³⁴ e particelle di dimensioni ~ 0.5 micron a ~ 3 mm ^16.
   3. Progettare tutte le operazioni di monitoraggio e post-flocculazione in modo che esimoey sono rappresentative della scala dell'applicazione finale, ad esempio, selezionare filtri con lo stesso comportamento di trattenimento delle particelle come quelli utilizzati nella scala di produzione.
2. Coltivare le piante da cui deriverà la Estratti.
   1. Usare la stessa linea dell'impianto, qui Nicotiana tabacum cv. Petit Avana SR1, e le condizioni di coltivazione che verranno utilizzati durante la produzione, come precedentemente descritto ^33.
   2. Se altre scorte di mangimi saranno trattati, preparare questi scorte di mangimi in modo che siano rappresentative della scala dell'applicazione finale, ad esempio, utilizzano tamponi autentici, tener conto di eventuali passaggi di diluizione durante il processo e rispettare il pH previsto e conducibilità, qui pH 7,5 e conducibilità 30 mS cm ^-1.
3. Preparare Utilità di filtrazione, Dispositivi di torbidità-Monitoring e recipienti di campionamento.
   1. Tagliare i materiali filtranti alle dimensioni richieste, qui 15 x 15 cm ^2, se non sono pronti da noie moduli. Assicurarsi che tutti i dispositivi di monitoraggio e di analisi sono funzionali ed etichettare tutte le provette dei campioni.
   2. Anche se questi sono compiti semplici, preparare questi elementi nel tempo per garantire che essi non causare interruzioni durante gli esperimenti flocculazione attuali. Evitare ritardi perché possono interferire con i risultati riportati che flocculazione è un processo dipendente dal tempo.
4. Preparare soluzioni flocculante archivio. ATTENZIONE: Indossare opportuni dispositivi di protezione individuale durante la manipolazione flocculanti, guanti ad es. I materiali possono essere pericolosi (etichette di pericolo secondo in Europa UE 67/548 / CEE, 1999/45 / CE includono N, Xi o Xn). Evitare polvere e consultare le schede di sicurezza dei materiali. Lavorare sotto una cappa aspirante.
   1. Scegli una concentrazione magazzino per ogni flocculante, qui 80.0 g L ^-1 per i due flocculanti PEI che sono stati utilizzati. Seleziona concentrazioni elevate come possibile evitare la diluizione del campione durante l'aggiunta del flocculante, che ridurrebbe concentrazione di particellezione e quindi influenzano l'efficienza flocculazione.
   2. Account per qualsiasi pre-diluizione che riflette formulazione del polimero del produttore, ad esempio se il polimero viene già fornita come acquosa al 50% [w / v] soluzione. soluzioni stock flocculante di 4-8% [w / v] sono stati trovati per essere il più adatto finora.
   3. Tenendo presente i punti di cui sopra, assicurarsi che la concentrazione flocculante non genera una soluzione viscosa che inibisce pipettaggio, causando potenzialmente errori perché la concentrazione flocculante finale non è regolato correttamente.
   4. Utilizzare la stessa concentrazione stock per tutti i flocculanti, se possibile, perché questo faciliterà la messa a punto di un sistema di dispensazione (2.5) riducendo così la probabilità di errori.
   5. Regolare il pH e conducibilità di ogni soluzione madre flocculante in base alle condizioni degli estratti, qui di pH e conducibilità 4-10 15-55 mS cm ^-1. Preparare singoli titoli per un singolo flocculante se mminerale di una serie di condizioni di pH e / o conducibilità è testato per tale polimero.
   6. Preparare soluzioni flocculante di fresco, non più di 48 ore prima dell'utilizzo. Anche se flocculazione può essere indotta con le scorte di polimeri conservati per più di 4 settimane, l'efficienza può diminuire a causa di idrolisi polimero a valori alti o bassi di pH. Vedere la documentazione del produttore per ulteriori dettagli.
   7. Assicurarsi che i parametri selezionati per il DoE possono essere regolati con precisione per ogni campione durante l'esperimento, ad esempio, assicurarsi che non vi sono bagni di riscaldamento / raffreddamento a disposizione per regolare la temperatura di incubazione, qui 4 ° C, 20 ° C e 37 ° C. Se miscelazione durante flocculazione è parte dell'esperimento, assicurarsi che il dispositivo di miscelazione rappresentativa della scala applicazione finale in termini di parametri critici come ingresso di alimentazione.
5. Convertire il DoE pianificazione in uno schema di pipettaggio.
   1. Convertire le diverse concentrazioni flocculante essere tesTed in volumi di soluzione di riserva che verranno aggiunti ai campioni estratto: dividere le concentrazioni flocculante finali dal magazzino concentrazione e moltiplicare per il volume del campione utilizzato negli esperimenti flocculazione. Identificare il maggior volume finale risultante, ad esempio se 20 ml di campione viene miscelato con un massimo di 2 ml di soluzione flocculante questo sarà di 22 ml.
   2. Calcolare i volumi di tampone necessario per mantenere lo stesso volume finale in tutte le aliquote flocculazione in base al maggior volume di flocculante magazzino da aggiungere, ad esempio se 0,75 ml di magazzino flocculante deve essere aggiunto ad un campione quindi 1,25 ml di tampone è necessario per mantenere la volume finale del campione di 22 ml (2.5.1).
   3. Riassumere i volumi di soluzione madre flocculante per ogni polimero e flocculazione condizioni per calcolare i volumi assoluti di soluzione di riserva che sono necessari per il DoE.
6. Harvest foglie di tabacco e Preparare dell'estratto.
   1. Rimuovere i primi sei leaves (o come molti come indicato dai nelle istruzioni di processo) da piante di tabacco di un'epoca del caso, ad esempio, 6 settimane di vita, e il trasferimento ad un dispositivo di estrazione adeguato, come un omogeneizzatore o vite stampa.
   2. Aggiungere tre volumi di tampone di estrazione per grammo di biomassa, per esempio 300 ml per 100 g, e si fondono per 8 min.
   3. Preparare singoli estratti con i tamponi appropriati se pH e / o conducibilità differente vengono testati. Qui, si tratta di omogeneizzazione del materiale vegetale per 3 x 30 secondi in un frullatore o spremiagrumi ^34.
   4. In alternativa, preparare l'estratto in un modo che è rappresentativo del processo in esame.
7. Aliquota del estratto e aggiungere la soluzione tampone.
   1. Manualmente e accuratamente mescolare l'estratto durante l'intera procedura per assicurare i campioni sono omogenea con una distribuzione uniforme delle particelle.
   2. Proprio distribuire l'estratto tra i tubi di reazione pre-etichettati per decantazione,qui 20 ml di ciascuna nave. Autoportante provette da 50 ml semplificano la gestione e sono ideali per 20 ml campioni.
   3. Aggiungere il volume di ciascun tampone di estrazione richiesta per mantenere il volume finale fissato per ciascun tubo di reazione individuo con una pipetta adatto.

3. flocculato la estratti vegetali con diversi polimeri

1. Pipettare il volume richiesto di soluzione flocculante, qui 0.1-2.0 ml, per i campioni in sequenza come indicato dall'ordine corsa randomizzato del DoE. Mescolare bene ogni campione subito dopo l'aggiunta di flocculante da intensa manuale agitazione proprio per 20 sec.
   1. Se necessario, regolare il tempo di agitazione per altre scorte di mangimi per permettere una miscelazione accurata, ma rigorosamente garantire tempi di miscelazione coerenti per tutti i campioni. Tenete a mente che la miscelazione prolungata può causare la rottura irreversibile di fiocchi e forza incoerente applicata durante l'agitazione può falsare i risultati flocculazione.
2. Facoltativo: modificare la procedura sopra descritta per l'applicazione simultanea di due o più flocculanti.
   1. Opzione 1: Invece di un singolo polimero aggiungere una miscela di due o più flocculanti, qui PEI e chitosano. Utilizzare le combinazioni flocculante definiti nel DoE. Incorporare il rapporto e le concentrazioni assolute dei polimeri come singoli parametri durante la configurazione del DoE (1.1).
   2. Opzione 2: Aggiungere due o più polimeri in sequenza per l'estratto.
      1. Utilizzare le singole concentrazioni di polimero, il loro tipo, e il tempo di incubazione tra ogni aggiunta al estratto, come fattori aggiuntivi durante l'installazione del DoE.
      2. Anche utilizzare questo metodo per verificare se l'aggiunta ripetuta di un singolo polimero può migliorare la flocculazione. Utilizzare un aggiunta graduale per simulare la lenta aggiunta di un flocculante, per esempio quattro fasi, ciascuna aggiungendo 0,25 ml 80 g L ^-1 flocculante stock da 20 ml volume di oltre 4 minuti può imitare l'aggiunta di flocculante conuna portata di 0,25 ml min ^-1.
      3. In tutti i casi, identificare un nuovo volume massimo campione finale per questa configurazione aggiungendo i volumi massimi di tutti i flocculanti al volume del campione, qui ancora 22 ml, e ricalcolare i volumi richiesti di soluzione madre flocculante e tamponi per la regolazione del volume, se necessario.
3. Incubare i campioni per i tempi definiti nel DoE, tipicamente 3-30 minuti, per permettere la formazione floc. Assicurarsi che tutte le altre condizioni di incubazione, ad esempio la temperatura, sono impostati secondo il DoE.
4. Osservare e formazione documento floc. Registrare il progresso della formazione di fiocchi come richiesto, ad esempio come mm di floc sedimentazione per min misurando l'altezza dei solidi sedimentati. Se necessario, prolungare flocculazione per un periodo di tempo prolungato ad esempio di notte.
5. Filtrare l'estratto flocculato.
   1. Utilizzare i materiali filtranti preparato in precedenza (2.3) per chiarire l'estratto flocculato dopo l'appropriatatempo di incubazione per decantazione campioni flocculate attraverso il materiale filtrante e in un tubo o recipiente di reazione pulito.
      1. Non risospendere flocculi risolta prima filtrazione e applicare l'estratto con ad una velocità di ~ 300 ml min ^-1 al filtro, corrispondente a 3-4 sec per un campione di 20 ml.
      2. Conferma le prestazioni della fase di filtrazione se un materiale diverso viene usato negli esperimenti da banco rispetto al processo finale in termini di ritenzione delle particelle, ad esempio misurando la distribuzione della dimensione delle particelle in entrambi i tipi di campioni ^11.
   2. Analizzare il filtrato in termini di torbidità e / o distribuzione granulometrica come richiesto utilizzando opportuni dispositivi, ad esempio un torbidimetro.
   3. Opzionale: ripetere l'analisi dopo lunghi tempi di incubazione, ad esempio 12-24 ore, per studiare la formazione o la riformazione di fiocchi instabili.
6. Analizzare i campioni in termini di Pre-definito le risposte (1.1.3).
   1. Prelevano i campioni filtrati e analizzarli per i parametri di risposta aggiuntivi, ad esempio le concentrazioni di diverse proteine ​​bersaglio o prodotti di valore.
   2. Opzionale: Analizzare il retentato (per lo più solidi) per gli stessi parametri per chiudere il bilancio di massa del processo. In particolare, quantificare l'effetto di flocculanti sul recupero liquido confrontando i solidi massa rimanenti dopo che i campioni vengono trattati o non trattati con flocculante.
7. Confermare la qualità dei dati e trasferire i risultati al software DoE.
   1. Cercare valori estremi dei dati di risposta raccolti, ad esempio, i valori inaspettatamente alti.
   2. Assicurarsi che tutti i dati di risposta siano correttamente allineati con le loro condizioni sperimentali corrispondenti.
   3. Trasferire i risultati nel software DoE e assicurarsi che gli ordini di esecuzione standard e randomizzati non si confondono.

4. Valutareil DoE

1. Utilizzare gli strumenti di analisi dei dati incorporati del software DoE per sviluppare un modello predittivo come descritto in precedenza ^20.
   1. Selezionare una modalità di trasformazione dei dati adeguata, se necessario per facilitare la costruzione di modelli, qui log _10. Un rapporto maggiore di 10 per il più grande valore di risposta più piccolo rispetto indica che una trasformazione di dati può essere richiesto. Identificare la trasformazione più idoneo utilizzando gli strumenti statistici appropriati, ad esempio, un diagramma Box-Cox ^35.
   2. Ha scelto un modello di base che (i) Misure ai DoE selezionato (1.2) e (ii) è d'accordo con precedente conoscenza del sistema in esame sulla base delle analisi della varianza (ANOVA) strumenti del software DoE, ad esempio, un polinomio di secondo grado spesso si adatta meglio l'effetto osservato del tempo di incubazione di un polinomio di primo ordine.
   3. Rimuovere fattori insignificanti modello, ad esempio, p> 0.05, o le interazioni tra fattori iterativo deselezionandoli, lareby riducendo la complessità del modello e aumentando la sua capacità predittiva.
   4. Verificare la qualità del modello confrontando R ^2, regolato R ² e R ² ha previsto insieme alla normale rappresentazione della probabilità dei residui studentizzati, residui-vs-run, ha predetto-vs-reale e Box-Cox traccia ^36. Tutti R ² valori dovrebbero essere all'interno di un intervallo di 0,2.
   5. Assicurarsi che il modello finale è d'accordo con le ipotesi di base della fisica e della termodinamica, per esempio concentrazioni negativi sono prevedibili.
2. Utilizzare il modello per prevedere condizioni più favorevoli per il sistema in esame, ecco una bassa torbidità.
   1. Selezionare le risposte più importanti e le loro stati preferiti, ad esempio torbidità minimi. Combinare queste selezioni massimizzando una funzione di desiderabilità o di strumenti simili, che sono built-in caratteristiche di diversi pacchetti software DoE ^36.
   2. A seconda della destinazione d'applicazione of il modello, selezionare la conferma viene eseguito per verificare le condizioni ottimali e / o il potere predittivo del modello in generale, ad esempio, se le condizioni previsti per essere più favorevole, non facevano parte del primo DoE selezionarli come esperimenti di follow-up.

5. migliorare il modello e Verifica il potere predittivo

1. Affina lo spazio progettazione iniziale delle condizioni di esercizio più desiderabili, ad esempio bassa torbidità nella gamma 0-1,000 unità nefelometriche (NTU), basata sulle previsioni del modello (4.2).
2. Impostare un nuovo DoE all'interno di questi intervalli, tra cui solo quei fattori che sono stati identificati come significativi o rilevante (4.1.2)).
   NOTA: Un fattore può essere significativo in termini di analisi modello, ma irrilevante per un processo, cioè il suo effetto sulla risposta è <1% rispetto a quello di altri fattori.
3. Ripetere i passaggi 1-5,2 fino a quando la qualità delle previsioni dei modelli corrisponde ai requirements, ad esempio la deviazione standard del modello come indicato dal software è sufficiente per l'applicazione prevista. Modificare la strategia sperimentale se richiesto per queste iterazioni, ad esempio, utilizzare un solo flocculante nella raffinatezza.
4. Trasferire e confermare i risultati del modello in scala verso il basso alla scala pilota o scala di produzione finale.

Risultati

Flocculazione di estratto di tabacco con diversi polimeri

Il metodo sopra descritto è stato usato con successo per sviluppare un processo per la flocculazione di estratti di tabacco durante la produzione di un anticorpo monoclonale (anticorpi HIV-neutralizzanti 2G12) e una proteina fluorescente (DsRed) (Figura 1) ^16, e da allora è stato trasferito ad altre proteine, tra cui lectine, malaria candidat...

Discussione

L'aspetto più importante da considerare quando si imposta un DoE per caratterizzare flocculazione delle particelle è che il design deve in linea di principio essere in grado di individuare e descrivere gli effetti attesi o possibili ^36,38, come ad esempio l'influenza del pH, tipo di polimero e la concentrazione di polimero ^16. Pertanto, è importante valutare la frazione di spazio di progettazione (FDS) prima di iniziare gli esperimenti reali. L'FDS è la frazione di spazio speri...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Torbidimetro portatile 2100P	Hach	4650000	Torbidimetro
2G12 anticorpo	Polymun	AB002	Anticorpo di riferimento
Biacore T200	GE Healthcare	28-9750-01	Dispositivo SPR
BP-410	Furh	2632410001	Filtro a maniche
Catiofast VSH	BASF	79002360	Agente
flocculanteCentrifuga 5415D	Eppendorf	5424 000.410	Centrifuga
Provetta da centrifuga 15 ml	Labomedic	2017106	Provetta di reazione
Provetta da centrifuga 50 ml autoportante	Labomedic	1110504	Provetta di reazione
Chitosan	Carl Roth GmbH	5375.1	Agente flocculante
Design-Expert(R) 8	Stat-Ease, Inc.	n.a.Software	DoE
Fosfato disodico	Carl Roth GmbH	4984,3	Componente multimediale
Ferty 2 Mega	Kammlott	5.220072	Fertilizzante
Forma -86C ULT congelatore	ThermoFisher	88400
Congelatore Serra	n.a.n.a.Per		la coltivazione di piante
Grodan Rockwool Cubs 10 x 10 cm	Grodan	102446	Rockwool block
HEPES	Carl Roth GmbH	9105.3	Media component
K700P 60D	Pall	5302305	Strato filtrante di profondità
KS50P 60D	Pall	B12486	Strato filtrante di profondità
Miracloth	Labomedic	475855-1R	Tessuto filtrante
MultiLine Multi 3410 IDS	WTW	WTW_2020	pHmetro / conduttimetro
Osram bianco freddo 36 W	Osram	4930440	Sorgente luminosa
Phytotron	Ilka Zell	n.a.Per	la coltivazione di piante
Polymin P	BASF	79002360	Agente flocculante
POLYTRON PT 6100 D	Kinematica	11010110	Dispositivo di omogeneizzazione con utensile a lama personalizzato
Proteina A	Life technologies	10-1006	Proteina legante gli anticorpi
Cloruro di sodio	Carl Roth GmbH	P029.2	Componente multimediale
Synergy HT	BioTek	SIAFRT	Lettore di piastre a fluorescenza
TRIS	Carl Roth GmbH	4855.3	Componente multimediale
Tween-20	Carl Roth GmbH	9127.3	Componente multimediale
VelaPad 60	Pall	VP60G03KNH4	Alloggiamento del filtro
Zetasizer Nano ZS	Malvern	ZEN3600	Misurazione della distribuzione granulometrica DLS