절차 식물 추출물에서 분산 된 입자의 제거를위한 응집제의 효율성을 평가하는

요약

여기에 제시된 실험 설계 절차를 통해 식물 추출물에 분산된 입자를 응집시키는 능력 측면에서 다양한 응집제를 평가할 수 있으므로 탁도와 다운스트림 처리 비용을 줄일

수 있습니다.

초록

식물은 식품, 사료 및 원료와 같은 상품을 제공할 뿐만 아니라 바이오 의약품과 같은 부가가치 제품의 제조 플랫폼으로 사용될 수 있기 때문에 인간에게 점점 더 중요합니다. 두 경우 모두 미립자를 제거하기 위해 액체 식물 추출물을 정화해야 할 수 있습니다. 최적의 정화는 용량과 수명을 증가시켜 여과 및 원심분리 비용을 줄입니다. 이는 응집제(flocculants)로 알려진 하전 폴리머를 도입하여 달성할 수 있으며, 이는 분산된 입자를 가교하여 고체-액체 분리를 용이하게 합니다. 식물 추출물과 같은 복잡한 혼합물에 대한 기계론적 응집 모델이 없으므로 대신 경험적 모델이 사용됩니다. 여기에서는 다양한 응집제를 신속하게 스크리닝하고 식물 추출물의 정화를 최적화하며 탁도를 크게 줄일 수 있는 실험 설계 절차에 대해 설명합니다. 그 결과로 생성된 예측 모델을 통해 견고한 공정 조건과 보완적인 특성(예: 특정 전도도를 가진 추출물의 효과적인 응집)을 가진 폴리머 세트를 식별할 수 있습니다. 담배 잎 추출물에 대해 제시된 결과는 다른 식물 종 또는 조직에 쉽게 적용할 수 있으므로 상품 및 식물 유래 의약품에 대한 보다 비용 효율적인 다운스트림 공정 개발을 촉진할 것입니다.

서론

식물은 널리 과일 주스와 같은 음식 상품을 생산하는 데 사용되지만, 그들은 또한 높은 값 ^1-3 바이오 제품의 제조를위한 플랫폼으로 개발 될 수있다. 두 경우에서, 다운 스트림 프로세싱 (DSP)는 종종 입자 함유 추출물 ^-4,5-의 설명 다음에 그러한 잎 나 과일 등의 조직으로부터의 액체의 추출과 함께 시작된다. 의약품의 제조를위한, DSP의 비용이 전체 제조 비용 ^-6,7-의 80 %를 차지할 수 있고, 이것은 부분적으로는 블레이드 기반 호모 ^-8,9- 같은 파괴적 방법에 의해 제조 된 추출물의 높은 입자 부담 본 반영 . 필터층의 합리적 선택은 필터의 용량을 증가시키고 비용을 ^{10,11 줄일} 수 추출물의 입도 분포를 일치하지만, 개선 당 유지되어야 입자의 수에 의해 정의 된 절대 용량의 한도를 초과 할 수 없다필터 영역의 단위는 설명을 달성했다.

더 적은 입자가 여과 트레인에서 최고의 필터의 표면에 도달하면 천장이 해제 될 수 있고, 분산 입자가 큰 플록 ^(12)를 형성하도록 응집을 촉진 응집제라고도 중합체와 혼합 된 경우이 달성 될 수있다. 이러한 응집물은 미세하고 고가 깊이 필터 도달 입자의 부담을 줄이고, 거친 ....

프로토콜

1. 적절한 실험 전략 개발

1. 응집 과정이 요인 응집에 가장 강력한 효과를 가지고있는 즉, 설립 또는 최적화 될 수 있도록 관련된 환경 및 프로세스 매개 변수를 확인합니다. 일반적으로, 최근 ^{20 인해} 기계적 모델의 부족에 필요한 바와 같이 암컷 접근하도록 그러한 몇몇 파라미터들이있다.
   1. 문학 데이터 ^(12), 시스템에 대한 사전 지식과 경험을 바탕으로 선택 매개 변수 (요인). 일반적인 요인 완충액 pH 버퍼 전도성, 배양 시간 및 온도뿐만 아니라 중합체의 종류와 농도 ^{15,16,27을 포함한다.}
   2. 범주 요인에 대한 의미있는 각 숫자 요인에 대한 범위와 수준을 정의하기 위해 동일한 참조 (1.1 참조)를 사용합니다.
   3. 실험 결과 (응답) 모니터링 응집 효율을 평가하기 위해 사용되는 정의한다. 시스템에 따라, 이것을여과 액 또는 상층 액 탁도, 침강 속도, 골재 크기 또는 후속 필터 ^{16,23,28-30의} 용량이 될 수 있습니다.
   4. 그 결과 고품질의 데이터는 이후 또는 다른 조작자에 의해 수행되는 실험을 보강 할 수 있도록 응답을 측정하기 위해 사용되는 검정 재현 / 정량적 견고하고 반복되도록.

결과

다른 중합체와 담배 추출액 응집

상기 방법은 성공적으로 모노클로 날 항체 (에이즈 중화 항체 2G12)와 형광 단백질 (을 DsRed) (도 1) ^(16)의 제조시 담배 추출물 응집하는 방법을 개발하는 데 사용하고, 이후 전사 된 렉틴, 말라리아 백신 후보와 융합 단백질 (게시되지 않은 데이터)를 포함하는 다른 단백질. 일반적으로, 응집제의 적용 ~ 6000 NTU (추출 후 10,000 NTU)에 ~ 1000 NTU에서 가방 필터링 식물 추출물의 탁도를 감소시켰다. 초기 선별 실험에서, 91-실행 IV-최적 설계 (이 요소는 응집 효율 ^{13,27에 영향을주기} 때문에) 세 가지 다른 농도의 18 가지 고분자를 테스트하는 데 사용하고, ~ 12 시간 배양 perio을 통해 응집을 관찰D

토론

가장 중요한 점은 입자의 응집을 특징 암컷을 설정할 때 디자인은 원칙적으로 예를 들면 pH가, 폴리머 계 중합체의 농도 ^(16)의 영향을 예상하거나 가능한 효과 ^{(36, 38)을} 검출하고 설명 할 수 있어야한다는 것이다 고려한다. 따라서, 실제의 실험을 시작하기 전에 설계 공간 (FDS)의 비율을 평가하는 것이 중요하다. FDS는 예 250의 혼탁도의 차이를 검출하는 공지의 변동 시스템 주어진 두 실험 결과 사이에 미리 정의의 차이를 검출 할 수있는 내 (설계 인자, 예를 들면 pH를 적용) 다차원 실험 공간의 분율 NTU는 125 NTU의 다양성을 제공. FDS 추가 실행과 디자인을 보강함으로써 증가 될 수 있고, 공정 제어 ^(36)를 안내하기위한 설계를위한 ≥0.95해야합니다. 또한, 런의 수가 허가하지 않는 경우 t그 전체 실험은 하루에 수행되어야하는 블록을 고려하여 미상으로 미리 정의되어야한다 뱃치 및 일일 변동........

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
2100P 휴대용 탁도계	Hach	4650000	탁도계
2G12 항체	Polymun	AB002	참조 항체
Biacore T200	GE Healthcare	28-9750-01	SPR 장치
BP-410	Furh	2632410001	백 필터
Catiofast VSH	BASF	79002360	응집제
Centrifuge 5415D	Eppendorf	5424 000.410	Centrifuge
Centrifuge tube 15 ml	Labomedic	2017106	반응관
Centrifuge tube 50 ml self-standing	Labomedic	1110504	Reaction tube
Chitosan	Carl Roth GmbH	5375.1	응집제
Design-Expert(R) 8	Stat-Ease, Inc.	n.a.DoE	소프트웨어
Disodium phosphate	Carl Roth GmbH	4984.3	미디어 구성 요소
Ferty 2 Mega	Kammlott	5.220072	비료
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HEPES	Carl Roth GmbH	9105.3	미디어 구성 요소
K700P 60D	Pall	5302305	뎁스 필터 레이어
KS50P 60D	Pall	B12486	뎁스 필터 레이어
Miracloth	Labomedic	475855-1R	필터 천
MultiLine Multi 3410 IDS	WTW	WTW_2020	pH 측정기 / 전도도 측정기
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Phytotron	Ilka Zell	n.a.	식물 재배용
Polymin P	BASF	79002360	응집제
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