상류 처리

상류 가공은 생물학 제조에서 중요한 단계로, 미생물, 포유류 세포, 곤충 세포와 같은 생물학적 시스템이 치료용 단백질, 백신, 효소 또는 기타 생물학적 유래 제품을 생산하기 위해 배양됩니다. 이 단계는 생산 생물체의 선발 및 유전적 조작부터 엄격히 통제된 환경 조건 하에서 생물반응기에서 세포를 배양하는 모든 단계를 포함합니다.

숙주 선택 및 유전적 최적화
이 과정은 적합한 숙주 생물을 선택하는 것부터 시작됩니다. 이는 자연적으로 발생하는 균주, 세포주, 또는 원하는 산물을 높은 수율과 안정성으로 발현하도록 설계된 유전자 변형 생물일 수 있습니다. 일반적인 숙주로는 대장균(Escherichia coli), 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae), 중국 햄스터 난소(CHO) 세포, 그리고 피키아 파스토리스(Pichia pastoris)가 있습니다. 재조합 DNA 기술은 특정 유전자를 숙주 게놈에 도입하는 데 자주 사용되며, 이는 종종 조절된 발현을 위한 유도 프로모터의 제어 하에 이루어집니다.

미디어 개발 및 씨앗 문화 확장
숙주 선택 후에는 세포의 영양 요구에 맞게 배지를 맞춤화합니다. 탄소 원료(예: 포도당), 질소원(예: 암모늄 염), 비타민, 미량 원소의 최적화된 비율이 포함되었습니다. 멸균과 오염 통제는 순수하고 생산적인 배양을 보장하기 위해 모든 단계에서 매우 중요합니다. 이 과정은 셰이크 플라스크나 소형 바이오리액터에서 씨앗 배양을 이용한 실험실 규모에서 시작해, 일련의 종자 바이오리액터를 거치며 점차 규모를 확장하여 생산 규모의 바이오리액터를 위한 견고한 접종체를 개발합니다.

3. 바이오리액터 작동 및 공정 제어
대규모 바이오리액터에서는 pH, 온도, 용존 산소(DO), 교반과 같은 환경 매개변수가 엄격히 모니터링되고 통제됩니다. 센서가 장착된 자동화 시스템은 최적의 성장 조건을 유지하기 위해 실시간 조정을 가능하게 합니다. 재조합 시스템의 경우, 이소프로필 β-D-1-티오갈락토피라노사이드(IPTG)와 같은 유도제(lac operon의 합성 유도제)나 억제제가 특정 성장 단계에서 유전자 발현을 조절하기 위해 투여될 수 있습니다. 이러한 조치들은 높은 셀 밀도와 일관된 제품 품질을 달성하는 데 도움을 줍니다. 배치, 급류 배치, 연속 등 바이오프로세싱 방식은 제품 특성과 생산 목표에 따라 선택됩니다.

원하는 바이오매스 또는 제품 농도에 도달하면, 배양액은 하류 공정에 들어가 최종 제형 및 사용을 위해 추출 및 정제됩니다.