Introduction
وتستخدم النباتات على نطاق واسع لإنتاج السلع الغذائية مثل عصائر الفاكهة، ولكن يمكن أيضا أن تكون وضعت كمنصات لتصنيع أعلى قيمة المنتجات الصيدلانية البيولوجية 1-3. في كلتا الحالتين، التجهيز النهائي (DSP) غالبا ما يبدأ استخراج السوائل من الأنسجة مثل الأوراق أو الثمار، يليه توضيح مقتطفات الجسيمات لادن 4،5. لصناعة المستحضرات الصيدلانية البيولوجية، يمكن للتكاليف DSP حساب لمدة تصل إلى 80٪ من تكاليف الإنتاج الإجمالية 6،7 وهذا في جزء يعكس ارتفاع الجسيمات عبء الحاضر في مقتطفات من الأساليب التخريبية مثل القائم على شفرة التجانس 8،9 أعدت . على الرغم من أن اختيار الرشيدة للطبقات مرشح لتتناسب مع توزيع حجم الجسيمات في استخراج يمكن أن تزيد من قدرة المرشح وخفض التكاليف 10،11، وتحسين لا يمكن أبدا أن يتجاوز سقف القدرة المطلقة التي حددها عدد من الجزيئات التي يجب أن يتم الاحتفاظ فيوحدة من ناحية التصفية لتحقيق التوضيح.
السقف يمكن رفعها إذا أقل الجسيمات تصل إلى السطح من خيرة المرشحات في القطار الترشيح، وهذا لا يمكن أن يتحقق إذا جزيئات فرقت مختلطة مع البوليمرات المعروفة باسم المرسب التي تعزز تجميع لتشكيل flocs كبيرة 12. هذه flocs يمكن الاحتفاظ مزيد من المنبع من خشونة وأقل تكلفة المرشحات الكيسية، والحد من عبء جسيم الوصول إلى أدق والمرشحات عمق أكثر تكلفة. يجب أن يكون البوليمرات لمحات سلامة مناسبة لطلباتهم، على سبيل المثال لالمستحضرات الصيدلانية البيولوجية يجب أن تكون متوافقة مع الممارسات التصنيعية الجيدة (GMP)، وعادة يجب أن لديهم المولي كتلة> 100 كيلو دالتون وإما أن تكون محايدة أو اتهام 13. في حين المرسب محايدة تعمل عموما عبر ربط جزيئات فرقت مما تسبب في تجميع وتشكيل flocs بأقطار> 1 مم 11، والبوليمرات اتهم تحييد تهمة دالجسيمات ispersed، الحد من الذوبان، وبالتالي تسبب هطول الأمطار 14.
التلبد يمكن تحسينها من خلال تعديل معايير مثل درجة الحموضة عازلة أو الموصلية، ونوع البوليمر أو الاعتقال، لتتناسب مع خصائص استخراج 15،16. لمقتطفات التبغ سابقة التجهيز مع 0،5-5،0 ز L -1 polyethylenimine (PEI)، أي بزيادة قدرها أكثر من 2 أضعاف في قدرة مرشح عمق أفيد في عملية على نطاق تجريبي 100-L. تكلفة هذا البوليمر هو -1 ذلك عرضه في عملية أسفرت أقل من € 10 كجم وفورات في التكاليف من حوالي 6000 € للمرشحات والمواد الاستهلاكية لكل دفعة 16 أو أكثر عندما جنبا إلى جنب مع القائم على السليلوز فلتر المساعدات 17. وحتى مع ذلك، يطلب من نماذج تنبؤية لتقييم مسبق الفوائد الاقتصادية من المرسب لإدراجها يمكن أن تتطلب خطوات عقد من 15-30 دقيقة 16،18، مما أدى إلى مزيد من التكاليف الاستثمارية للتخزينالدبابات. ومع ذلك، هناك حاليا أي نماذج الآلية المتاحة التي يمكن التنبؤ بنتيجة مثل هذه التجارب بسبب الطبيعة المعقدة للالتلبد. لذلك، تم تطوير أسلوب التصميم من بين التجارب أكثر ملاءمة (وزارة الطاقة) 19 كما هو موضح في هذه المقالة. وقد تم مؤخرا نشر بروتوكول لإجراء زارة الطاقة عام 20.
أجهزة صغيرة الحجم متوفرة لفحص عالية الإنتاجية من الظروف التلبد 21 الآن. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة قد لا محاكاة واقعية الظروف خلال التلبد من المستخلصات النباتية لأبعاد وعاء التفاعل (~ 7 ملم للآبار على لوحة 96-جيدا) والجزيئات أو flocs يمكن أن يكون أقل من أمر من حجم على حدة. هذا يمكن أن يؤثر خلط أنماط وبالتالي القدرة التنبؤية للنموذج. وعلاوة على ذلك، فإنه يمكن أن يكون من الصعب تقليص العمليات التي تنطوي على هطول الأمطار بسبب التغيرات غير الخطية في سلوك خلط وستا راسببيليتي 22. ولذلك، توضح هذه المقالة نظام فحص مقعد بين كبار النطاق مع الإنتاجية من 50-75 عينة في اليوم، مما أسفر عن النتائج التي هي قابلة للتطوير من 20 مل حجم رد الفعل الأولي ل100 L عملية على نطاق تجريبي (16). عندما جنبا إلى جنب مع نهج وزارة الطاقة، وهذا يسمح للالنماذج التنبؤية لاستخدامها في عملية التحسين وثائق كجزء من مفهوم الجودة من قبل التصميم.
ويمكن أيضا أن تتكيف الطريقة الموضحة أدناه لالمستحضرات الصيدلانية البيولوجية التي تنتج في العمليات القائمة على الثقافة الخلية، حيث يتم أيضا يجري النظر المرسب كأداة لتوفير التكاليف 23. ويمكن أن تستخدم أيضا لنمذجة الأمطار من البروتينات الهدف من استخراج النفط الخام كجزء من استراتيجية التطهير، كما هو موضح لبيتا غلوكورونيداز المنتجة في الكانولا والذرة وفول الصويا 24،25. وصف مفصل لخصائص flocculant يمكن العثور على مكان آخر 16،26 ومن المهم للتأكد من أن concentr البوليمربالجمع هي إما غير سامة أو أقل من المستويات الضارة في المنتج النهائي (11).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. وضع استراتيجية التجريبية كافية
- تحديد المعايير البيئية والعملية التي هي ذات الصلة لإجراء التلبد التي ستنشأ أو الأمثل، أي العوامل التي لها التأثير الأقوى على التلبد. عادة، وهناك العديد من هذه المعالم لذلك النهج زارة الطاقة كما هو موضح في الآونة الأخيرة 20 غير ضرورية نظرا لعدم وجود نماذج الآلية.
- حدد المعلمات (العوامل) استنادا إلى بيانات الأدب 12، والمعرفة المسبقة والخبرة مع النظام. وتشمل العوامل نموذجية درجة الحموضة العازلة، التوصيل العازلة، فترة حضانة ودرجة الحرارة وكذلك نوع البوليمر والتركيز 15،16،27.
- استخدام نفس المراجع (انظر 1.1) لتحديد نطاقات ذات معنى لكل عامل الرقمية ومستويات عوامل قاطعة.
- تحديد النتائج التجريبية (ردود) التي يتعين رصدها واستخدامها لتقييم كفاءة التلبد. اعتمادا على نظام هذا،يمكن أن يكون الترشيح أو طاف التعكر، وتسوية سرعة وحجم الكلي أو قدرة مرشح لاحق 16،23،28-30.
- ضمان المقايسات المستخدمة لقياس الاستجابات هي الكمية، قوية وقابلة للتكرار / استنساخه بحيث يمكن زيادة البيانات ذات الجودة العالية الناتجة مع تجارب أجريت في وقت لاحق أو عن طريق مشغل آخر.
- اختر نوع زارة الطاقة تناسب عدد من العوامل التي يجب التحقيق فيها ودرجة المعرفة المتراكمة بالفعل عن النظام. استخدام الأدبيات المتوفرة لتحديد نوع زارة الطاقة مناسبة 20.
- اختيار تصميم فحص إذا كان هناك القليل من المعلومات حول نظام التلبد للتحقيق معهم، ويجب فحص عدد كبير من المعلمات أو لا يعرف الكثير عن نطاقات ذات مغزى للمعلمات. تصاميم فحص النموذجية هي كاملة وكسور التصاميم العاملية. تتضمن نقاط مركزية في التصميم إذا كان من المتوقع أن يكون لها تأثير غير الخطية، على سبيل المثال المعلمات (19).
- تحديد منهجية استجابة السطح (RSM)، على سبيل المثال المركزية تصميم المركبة (CCD) 31 أو الأمثل 32،33، إلا إذا كان عدد قليل من العوامل التي يتراوح مداها معروفة تحتاج إلى أن توصف بدقة.
- انشاء وزارة الطاقة مع البرمجيات المناسبة، وضمان معايير الجودة مسبقة مثل استيفاء جزء من تصميم الفضاء 20.
2. إعداد التجارب التلبد
الشكل 1: مصنع استخراج التلبد العمل: عملية على نطاق و(يسار) وعلى نطاق والفوق (يمين). وبعد استخراج البروتين مع مخازن المائية، يتم تجميع الجزيئات المتناثرة من حطام خلية بإضافة المرسب. ثم تتم إزالة الركام عن طريق سلسلة من حقيبة وعمق الترشيح وقدرة هذهمرشحات جنبا إلى جنب مع turbidities الترشيح يمكن استخدامها مباشرة لقياس كفاءة التلبد.
- تطوير عامة التجريبية العمل التدفق (الشكل 1).
- استخدام جهاز استخراج أن ينتج في نفس توزيع حجم الجسيمات المتوقع (أو لوحظ بالفعل) في نطاق تطبيق النهائي، على سبيل المثال الخالط المتخصصة. إذا كان ذلك ممكنا، وتصميم نموذج على نطاق وأسفل من مستخرج كما هو موضح في تجانس أوراق التبغ 10.
- تحديد استخراج كميات المستخدمة خلال التجارب التلبد (هنا 20 مل). اختر وحدة تخزين التي تسمح لعدد تمثيلي من الجسيمات ليكون حاضرا في وعاء التفاعل، مثل التجارب التلبد في 20 مل قسامات عن نتائج استنساخه وقابلة للمقتطفات التبغ التي تحتوي على ~ 7٪ [ث / ت] المواد الصلبة 34 و أحجام الجسيمات من ~ 0.5 ميكرون إلى ~ 3 مم 16.
- تصميم جميع عمليات الرصد وبعد تلبد بحيث عشرإرنست و يونغ هي التمثيل في نطاق تطبيق النهائي، على سبيل المثال اختيار المرشحات مع نفس السلوك الاحتفاظ الجسيمات التي استخدمت في حجم الإنتاج.
- زراعة النباتات من الذي سيكون مشتقة مقتطفات.
- استخدام خط المصنع نفسه، وهنا النيكوتين تبغ السيرة الذاتية. بيتي هافانا SR1، وظروف الزراعة التي سيتم استخدامها أثناء الإنتاج كما وصفها سابقا 33.
- إذا كان سيتم معالجة اللقيم الأخرى، وإعداد هذه اللقيم بحيث أنها تمثل مقياس التطبيق النهائي، مثل استخدام العازل أصيلة، تأخذ بعين الاعتبار أي خطوات تخفيف أثناء العملية، والتمسك درجة الحموضة المتوقعة والتوصيل، وهنا درجة الحموضة 7.5 و الموصلية 30 ملي سم -1.
- إعداد الترشيح المرافق، أجهزة رصد التعكر وسفن أخذ العينات.
- قطع مواد التصفية إلى الأحجام المطلوبة، وهنا 15 × 15 سم 2، إذا لم تكن جاهزة لللناوحدات ه. تأكد من أن جميع أجهزة الرصد والتحليل وظيفية وتسمية كل أنابيب العينات.
- على الرغم من أن هذه هي مهام بسيطة، وإعداد هذه المواد في الوقت المناسب للتأكد من أنها لا تسبب انقطاعات خلال التجارب التلبد الفعلية. تجنب التأخير لأنها يمكن أن تتداخل مع نتائج بالنظر إلى أن التلبد هو عملية تعتمد على الوقت.
- إعداد حلول Flocculant المالية. تنبيه: ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة عند التعامل مع المرسب، قفازات على سبيل المثال. المواد يمكن أن تكون خطرة (علامات الخطر وفقا لأوروبا UE 67/548 / أوروبا الوسطى والشرقية، / 45/1999 م وتشمل N، شي أو Xn ضارة). تجنب الغبار والرجوع إلى بيانات سلامة المواد. العمل تحت غطاء الدخان.
- اختيار تركيز الأسهم لكل flocculant، هنا 80.0 ز L -1 لاثنين من المرسب جزيرة الأمير إدوارد التي تم استخدامها. اختر تركيزات عالية قدر الإمكان لتجنب عينة التخفيف عند إضافة flocculant، الذي من شأنه أن يقلل الجسيمات concentraنشوئها، وبالتالي تؤثر على كفاءة التلبد.
- حساب أي قبل التخفيف الذي يعكس وضع الشركة المصنعة من البوليمر، على سبيل المثال إذا كان البوليمر يتم توفيره بالفعل باعتبارها المائية 50٪ [ث / ت] حل. حلول الأسهم Flocculant من 4-8٪ [ث / ت] وجدت لتكون الأنسب حتى الآن.
- وإذ تضع في الاعتبار النقاط التي نوقشت أعلاه، تأكد من أن تركيز flocculant لا تولد حل لزجة جدا أن يمنع pipetting ل، مما يمكن أن يسبب الأخطاء لأنه لم يتم ضبط تركيز flocculant النهائية بشكل صحيح.
- استخدام تركيز الأسهم نفسه لجميع المرسب إن أمكن لأن هذا سيسهل إعداد خطة pipetting ل(2.5) وبالتالي تقليل احتمالات الأخطاء.
- ضبط درجة الحموضة والموصلية من كل حل الأسهم flocculant لتتناسب مع ظروف مقتطفات، هنا الرقم الهيدروجيني 4-10 والتوصيل 15-55 ملي سم -1. إعداد الأسهم الفردية لflocculant واحد إذا ميتم اختبار خام من مجموعة واحدة من درجة الحموضة و / أو الموصلية الظروف لذلك البوليمر.
- إعداد الحلول الأسهم flocculant حديثا، لم يعد من 48 ساعة قبل الاستخدام. على الرغم من التلبد يمكن أن يتسبب مع الأسهم البوليمر تخزينها لأكثر من 4 أسابيع، قد تنخفض كفاءة بسبب التحلل البوليمر في قيم درجة الحموضة العالية أو المنخفضة. راجع وثائق الشركة المصنعة لمزيد من التفاصيل.
- تأكد من أن المعلمات تم اختيارها لوزارة الطاقة يمكن تعديلها بدقة لكل عينة خلال التجربة، مثل ضمان وجود حمامات التدفئة / التبريد المتاحة لضبط درجة حرارة الحضانة، وهنا 4 درجات مئوية، 20 درجة مئوية و 37 درجة مئوية. إذا خلط خلال التلبد هو جزء من التجربة، تأكد من أن الجهاز الاختلاط هو ممثل نطاق التطبيق النهائي من حيث المعايير الضرورية مثل مدخلات الطاقة.
- تحويل جدول زارة الطاقة في مخطط pipetting ل.
- تحويل تركيز flocculant مختلفة لتكون الاحصائيينتيد إلى كميات من حل الأسهم التي ستضاف إلى استخراج عينات: تقسيم تركيزات flocculant النهائية من تركيز الأسهم وتتكاثر عن طريق حجم العينة المستخدمة في التجارب التلبد. التعرف على أكبر حجم النهائية الناتجة عن ذلك، على سبيل المثال إذا 20 مل من عينة مختلطة مع بحد أقصى 2 مل من محلول الأسهم flocculant هذا سيكون 22 مل.
- حساب حجم المخزن المؤقت المطلوب للحفاظ على نفس الحجم النهائي في جميع قسامات التلبد على أساس أكبر حجم المخزون flocculant التي يمكن ان تضاف، على سبيل المثال إذا 0.75 مل من الأسهم flocculant يجب أن تضاف إلى عينة ثم 1.25 مل من العازلة هو مطلوب للحفاظ على الحجم النهائي عينة من 22 مل (2.5.1).
- تلخيص كميات المحلول flocculant لكل البوليمر والتلبد حالة لحساب الكميات المطلقة من حل الأسهم التي مطلوبة من أجل وزارة الطاقة.
- حصاد أوراق التبغ وإعداد استخراج.
- إزالة أكبر ست ليافيس (أو ما يصل كما أشار في الإرشادات العملية) من نباتات التبغ لتتناسب مع أعمارهم، على سبيل المثال 6 أسابيع من العمر، ونقل إلى جهاز استخراج مناسبة مثل الخالط أو المسمار الصحافة.
- إضافة ثلاثة مجلدات من استخراج العازلة في الكتلة الحيوية غرام، على سبيل المثال 300 مل لكل 100 غرام، ويخلط لمدة 8 دقائق.
- إعداد مقتطفات الفردية مع مخازن مناسبة إذا كان يتم اختبار درجة الحموضة و / أو التوصيلات المختلفة. هنا، وهذا ينطوي المجانسة المواد النباتية لمدة 3 × 30 ثانية في الخلاط أو عصارة 34.
- بدلا من ذلك، وإعداد مستخلص بطريقة غير ممثل للعملية قيد التحقيق.
- قسامة استخراج وإضافة العازلة.
- يدويا وبدقة تحريك استخراج أثناء الإجراء بأكمله لضمان عينات متجانسة مع حتى توزيع الجسيمات.
- على وجه التحديد توزيع استخراج بين أنابيب رد فعل مسبقا وصفت من قبل الصب،هنا 20 مل في كل سفينة. 50 مل أنابيب تبسيط التعامل وتعتبر مثالية لل20 مل عينات قائمة بذاتها.
- إضافة حجم كل استخراج العازلة اللازمة للحفاظ على الحجم النهائي ثابتة لكل أنبوب رد فعل فردي باستخدام ماصة مناسبة.
3. تلبد من المستخلصات النباتية مع البوليمرات المختلفة
- ماصة حجم المطلوب من حل الأسهم flocculant، هنا 0،1-2،0 مل، للعينات بالتتابع كما يتبين من أجل تشغيل عشوائية من وزارة الطاقة. مزيج دقيق كل عينة على الفور بعد إضافة flocculant بواسطة دليل الشديد تهتز لبالضبط 20 ثانية.
- إذا لزم الأمر، وضبط الوقت تهتز لاللقيم الأخرى لضمان خلط دقيق، ولكن تأكد بدقة الأوقات خلط متسقة لجميع العينات. نضع في اعتبارنا أن لفترات طويلة خلط قد يتسبب في اضطراب لا رجعة فيه flocs وقوة بطبعه غير متناسق خلال الهز يمكن أن تشوه نتائج التلبد.
- اختياري: تعديل الإجراء الموضح أعلاه لتطبيق في وقت واحد من اثنين أو أكثر من المرسب.
- الخيار 1: بدلا من البوليمر واحد إضافة مزيج من اثنين أو أكثر من المرسب، هنا جزيرة الأمير إدوارد والشيتوزان. استخدام تركيبات flocculant المحددة في وزارة الطاقة. تتضمن نسبة وتركيز المطلقة للبوليمرات كمعلمات الفردية أثناء الإعداد زارة الطاقة (1.1).
- الخيار 2: إضافة اثنين أو أكثر من البوليمرات بالتتابع لاستخراج.
- استخدام تركيزات الفردية البوليمر وانواعها، وفترة حضانة بين كل إضافة إلى استخراج، باعتبارها عوامل إضافية أثناء الإعداد زارة الطاقة.
- أيضا استخدام هذا النهج لاختبار ما إذا كانت إضافة المتكررة من البوليمر واحد يمكن أن تحسن التلبد. استخدام إضافة تدريجية لمحاكاة إضافة بطيئة من flocculant، على سبيل المثال أربع خطوات، كل مضيفا 0.25 مل 80 ز الأسهم L -1 flocculant إلى 20 مل حجم أكثر من 4 دقائق يمكن أن تحاكي إضافة flocculant معمعدل تدفق 0.25 مل دقيقة -1.
- في جميع الحالات، وتحديد الحد الأقصى لحجم العينة النهائي الجديد لهذا الإعداد بإضافة كميات القصوى من كل المرسب لحجم العينة، وهنا لا يزال 22 مل، وحساب الكميات المطلوبة من الحلول الأسهم flocculant ومخازن للتعديل حجم إذا لزم الأمر.
- احتضان هذه العينات للمرة المعرفة في وزارة الطاقة، وعادة 3-30 دقيقة، للسماح تشكيل الندف. تأكد من أن جميع الظروف حضانة أخرى، ودرجة الحرارة على سبيل المثال، يتم تعيين وفقا لوزارة الطاقة.
- مراقبة وتشكيل وثيقة الندف. تسجيل التقدم لتشكيل الندف كما هو مطلوب، على سبيل المثال كما ملم من الندف تسوية لكل دقيقة عن طريق قياس ارتفاع من المواد الصلبة تسويتها. إذا لزم الأمر، وإطالة التلبد لفترة زمنية طويلة مثل ليلة وضحاها.
- تصفية استخراج Flocculated.
- استخدام مواد التصفية أعدت في وقت سابق (2.3) لتوضيح استخراج flocculated بعد ذلك مناسبافترة حضانة من قبل الصب العينات flocculated من خلال مواد التصفية وفي أنبوب السفينة أو رد فعل نظيفة.
- لا اعادة تعليق flocs تسويتها قبل الترشيح وتطبيق استخراج مع بمعدل ~ 300 مل دقيقة -1 إلى التصفية، الموافق 3-4 ثانية لعينة 20 مل.
- تأكيد أداء خطوة الترشيح إذا تم استخدام مواد مختلفة في المقعد العلوي التجارب بالمقارنة مع المرحلة النهائية من حيث الاحتفاظ الجسيمات، على سبيل المثال من خلال قياس توزيع حجم الجسيمات في كلا النوعين العينة 11.
- تحليل الراشح من حيث التعكر و / أو توزيع حجم الجسيمات مثل استخدام الأجهزة المناسبة المطلوبة، على سبيل المثال مقياس العكر.
- اختياري: تكرار التحليل بعد مرات حضانة طويلة، على سبيل المثال 12-24 ساعة، للتحقيق في تشكيل أو إعادة تشكيل flocs غير مستقرة.
- استخدام مواد التصفية أعدت في وقت سابق (2.3) لتوضيح استخراج flocculated بعد ذلك مناسبافترة حضانة من قبل الصب العينات flocculated من خلال مواد التصفية وفي أنبوب السفينة أو رد فعل نظيفة.
- تحليل العينات في شروط والعلاقات العامةالردود المعرفة الإلكترونية (1.1.3).
- أخذ عينات من الرواشح وتحليلها للمعلمات استجابة إضافية، مثل تركيزات مختلفة من البروتينات المستهدفة أو قيمة المنتجات.
- اختياري: تحليل retentate (ومعظمهم من المواد الصلبة) لنفس المعايير لإغلاق التوازن الشامل للعملية. على وجه الخصوص، بتقييم أثر المرسب على الانتعاش السائل بمقارنة المواد الصلبة المتبقية كتلة بعد يتم التعامل مع العينات أو لا تعامل مع flocculant.
- التأكد من جودة البيانات ونقل النتائج إلى برنامج وزارة الطاقة.
- بحث عن القيم المتطرفة في البيانات التي تم جمعها استجابة، مثل قيم عالية بشكل غير متوقع.
- التأكد من أن جميع البيانات استجابة يتم محاذاة بشكل صحيح مع الظروف التجريبية المقابلة.
- نقل النتائج في برنامج وزارة الطاقة وتأكد من عدم تختلط أوامر تشغيل قياسية وعشوائية تصل.
4. تقييموزارة الطاقة
- استخدام أدوات تحليل البيانات المدمج في البرنامج زارة الطاقة لتطوير نموذج تنبؤي كما هو موضح سابقا 20.
- تحديد وضع تحويل البيانات المناسبة إذا لزم الأمر لتسهيل بناء نموذج، هنا تسجيل 10. وهناك نسبة أكبر من 10 لأكبر أصغر قيمة استجابة مقابل تشير إلى أن تحويل البيانات قد يكون مطلوبا. تحديد التحول الأكثر مناسبة باستخدام الأدوات الإحصائية المناسبة، على سبيل المثال مؤامرة صندوق كوكس 35.
- اختار نموذج قاعدة أن (ط) يناسب لوزارة الطاقة مختارة (1.2) و (ب) تتفق مع المعرفة السابقة عن نظام قيد التحقيق استنادا إلى تحليل التباين (ANOVA) أدوات للبرمجيات وزارة الطاقة، على سبيل المثال متعدد الحدود من الدرجة الثانية كثيرا ما يناسب بشكل أفضل للتأثير الملاحظ من فترة حضانة من متعدد الحدود من الدرجة الأولى.
- إزالة عوامل تافهة نموذج، على سبيل المثال P> 0.05، أو تفاعلات عامل تكرارا خلال إلغاء بينها،reby الحد من تعقيد النموذج وزيادة قوتها التنبؤية.
- التأكد من نوعية نموذج بمقارنة R 2، تعديل R 2 وتوقع R 2 جنبا إلى جنب مع المؤامرة احتمال طبيعية من مخلفات studentized، مخلفات-مقابل-المدى، وتوقع-مقابل-الفعلية وصندوق كوكس المؤامرات 36. يجب أن تكون جميع R 2 قيم داخل نطاق 0.2.
- تأكد من أن النموذج النهائي يوافق مع الافتراضات الأساسية للفيزياء والديناميكا الحرارية، على سبيل المثال وتوقع أي تركيز السلبية.
- استخدام نموذج التنبؤ الظروف التي هي الأكثر ملاءمة لنظام قيد التحقيق، وهنا التعكر المنخفض.
- حدد أهم الردود والدول التي يفضلونها، على سبيل المثال الحد الأدنى من التعكر. الجمع بين هذه التحديدات من خلال تعظيم وظيفة الرغبة أو أدوات مماثلة، والتي بنيت في ملامح عدة حزم البرمجيات زارة الطاقة 36.
- اعتمادا على التطبيق س المقصودو هذا النموذج، يعمل حدد تأكيدا للتحقق من الظروف المثلى و / أو القوة التنبؤية للنموذج بشكل عام، على سبيل المثال إذا توقعت ان تكون الظروف الأكثر ملاءمة ليست جزءا من وزارة الطاقة الأولية تحديدها كما التجارب المتابعة.
5. تحسين النموذجية وتحقق من القوة التنبؤية
- تضييق مساحة التصميم الأولي للشروط العملية أكثر من المرغوب فيه، التعكر المنخفض على سبيل المثال في مجموعة 0-1،000 وحدة عكارة nephelometric (جامعة تايوان الوطنية)، استنادا إلى تنبؤات النماذج (4.2).
- انشاء وزارة الطاقة الجديدة ضمن هذه النطاقات، بما في ذلك فقط تلك العوامل التي تم تحديدها على أنها هامة أو ذات الصلة (4.1.2)).
ملاحظة: يمكن أن يكون عاملا هاما من حيث تحليل نموذج ولكن لا علاقة لعملية، أي تأثيرها على الاستجابة <1٪ مقارنة مع أن من العوامل الأخرى. - كرر الخطوات من 1-5،2 حتى نوعية تنبؤات النموذج يطابق الاحتياجالخبر، مثل الانحراف المعياري للنموذج كما يدل على ذلك البرنامج هو كاف لتطبيق المقصود. تعديل استراتيجية التجريبية إذا لزم الأمر لهذه التكرارات، على سبيل المثال فقط استخدام flocculant واحدة في صقل.
- نقل وتأكيد النتائج من النموذج على نطاق وصولا الى نطاق تجريبي أو حجم الإنتاج النهائي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
التلبد من خلاصة التبغ مع البوليمرات المختلفة
تم استخدام أسلوب المذكورة أعلاه بنجاح لتطوير عملية لالتلبد مقتطفات التبغ أثناء تصنيع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (والأجسام المضادة تحييد فيروس نقص المناعة البشرية 2G12) وبروتين فلوري (عن dsRed) (الشكل 1) 16، ومنذ ذلك الحين تم نقل إلى البروتينات الأخرى بما في ذلك يكتينس، والمرشحين لقاح الملاريا والبروتينات الانصهار (بيانات غير منشورة). عادة، وتطبيق المرسب تخفيض تعكر مستخلصات نباتية تصفيتها كيس من ~ 6000 جامعة تايوان الوطنية (10،000 جامعة تايوان الوطنية بعد الاستخراج) إلى ~ 1000 جامعة تايوان الوطنية. في تجربة الفرز الأولي، تم استخدام تصميم 91-المدى الرابع الأمثل لاختبار 18 البوليمرات المختلفة في ثلاثة تركيزات مختلفة (لأن هذا العامل يؤثر كفاءة التلبد 13،27)، ولاحظ التلبد على ~ 12 ساعة حضانة اللثةد (الشكل 2A وباء). فترة حضانة طويلة يمكن أن تكون هامة لتحديد أطر زمنية ذات مغزى لعملية التلبد. تم اختبار أيضا درجة حموضة 4-8 لأن هذه قد تكون ذات صلة في العمليات المستقبلية نظرا لخصائص البروتينات المستهدفة المحددة 13،25،27،37. ومن بين 18 البوليمرات اختبار، تم العثور على ست للحد من استخراج التعكر بعد حقيبة الترشيح في مقتطفات نموذجية مع الموصلية من 25 ملي سم -1.
وقد تم تطوير هذا النموذج من قبل باستثناء كل البوليمرات غير فعالة في اثنين من التكرارات ثم بما في ذلك معايير عملية إضافية، مثل الموصلية في 15-45 ملي سم -1 مجموعة، وهي فترة حضانة 5-75 دقيقة ودرجة حرارة 4-30 درجة مئوية، لتوليد نماذج مناسبة لمجموعة واسعة من الظروف العملية. زادت القوة التنبؤية للنموذج بعد كل تكرار، مما أدى إلى موثوق بها للغاية نموذج (الشكل 3A). >
بعد أربعة تكرارات، تم العثور على الموجبة مشحونة وتشعبت البوليمر جزيرة الأمير إدوارد لتكون أكثر كفاءة للتجمع جزيئات متفرقة في مقتطفات التبغ. ومع ذلك، انخفضت كفاءة هذا البوليمر مع زيادة استخراج الموصلية. خصائص حجم جزيء، تهمة، هيكل (متفرعة أو الخطي)، كثافة الشحنة ودرجة استبدال أمين تم اختبار (الابتدائي والثانوي والعالي أو رباعيا) كعوامل في وزارة الطاقة والمعلمات الماضيين كان له اكبر الأثر. تم الإبلاغ عن تفاصيل مكان آخر (16). وبناء على هذه المعرفة من خصائص البوليمر من نتائج وزارة الطاقة، وقد تم اختيار خمسة البوليمرات الأخرى ذات الخصائص الجزيئية مشابهة لجزيرة الأمير إدوارد (كثافة الشحنة> مل مكافئ ز -1 وأمين رباعي). أظهرت واحدة من هذه البوليمرات خمس قدر أكبر من الكفاءة التلبد في التوصيلات أعلى (الشكل 3B) 11.
الإقليم الشمالي. "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 "> وكجزء من نهج وزارة الطاقة، تم التأكيد على أن أيا من صحيفة معلومات تقييم المشروع تأثر الانتعاش المنتج تحت أي من الظروف المختبرة والواقع أن قدرة المرشحات عمق استخدمت في وقت لاحق ل إزالة المواد الصلبة فرقت بنسبة عاملا من 3،2-5،7 المتبقية ليصل إلى ~ 110 L م -2 تبعا لنوع التصفية. وقد أكدت هذه النتائج أيضا في عملية على نطاق تجريبي 100 L، في الذي تطبيق المرسب تخفيض التوضيح تكاليف الإنتاج ذات الصلة ب التي كتبها> 50٪ ومجموع تكاليف الإنتاج التي كتبها ~ 20٪.
الشكل 2: كفاءة المرسب مختلفة في ظل ظروف عملية متنوعة (A). عينات استخراج مباشرة بعد التلبد وحقيبة الترشيح لا تزال تظهر العكرة. (ب) بعد تسوية لعدة ساعات، وتعكريمكن تخفيض نفس العينات بشكل كبير. ومع ذلك، قيم العكارة التي تم الحصول عليها مباشرة بعد الترشيح وغالبا ما تكون المفضلة لمرات عقد مدد قد لا يكون ممكنا في عمليات التصنيع على نطاق واسع. (C) التلبد هو أيضا فعالة عندما تطبق على المستخلصات النباتية ولدت مع الصحافة المسمار بدلا من الخلاط كما يدل على ذلك السائل الأحمر واضح في الجزء السفلي من 50 مل أنابيب (هو اللون الأحمر يرجع إلى وجود بروتين فلوري عن dsRed ). (D) مخاليط المرسب مختلفة يمكن أيضا حمل التلبد.
تم تخفيض نمذجة التلبد باستخدام نهج وزارة الطاقة (A) ودقة النموذج زادت التوقعات حيث بلغ عدد البوليمرات في النموذج من الفحص الأولي لصقل على الرغم من أن عدد المعلمات عملية زيادة من ر: الرقم 3.التعليم الجامعي إلى خمسة. (ب) تبديل نوع البوليمر (هنا من واحد جزيرة الأمير إدوارد إلى آخر) نتيجة للتغير في عملية المعلمات (هنا الموصلية) يحافظ على كفاءة التلبد الجسيمات وانخفاض الترشيح تعكر المقابلة مقارنة مع استخراج سيطرة غير المعالجة (خط أحمر الصلبة). أشرطة الخطأ في A و B وتشير الانحرافات المعيارية للتنبؤات النماذج. خطوط حمراء متقطع تشير الانحرافات المعيارية للاستخراج غير المعالجة (ن = 10). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
التلبد التبغ مقتطفات استعداد مع المسمار الصحافة
تم نقل نتائج التلبد أيضا مقتطفات من التبغ أعدت مع الخالط لتلك التي أعدت مع المسمار الصحافة، التي ولدت جزيئات متناثرة أقل في نطاق حجم مم ولكن أكثرالجسيمات في نطاق حجم ميكرون. في 29 المدى تصميم الرابع الأمثل، فقد تبين أن مبادرة التعليم الفلسطينية هي أيضا فعالة لهذا النوع من استخراج في مجموعة تركيز مماثل وأن التعافي من البروتينات المستهدفة لا يتأثر (الشكل 2C). وهذا يدل على (ط) أن الأوضاع التلبد تحديد لنوع واحد من علف الماشية يمكن أن يكون إلى حد ما نقل إلى اللقيم الأخرى، وتوفير الوقت أثناء عملية التنمية، و (ثانيا) أن استراتيجية وزارة الطاقة يمكن استخدامها لتأكيد هذه نقلها ليس فقط ل شروط عملية فردية ولكن على مدى تصميم الفضاء بأكمله.
تجارب التلبد مع خليط flocculant
مجموعات من المرسب يمكن أن يكون أكثر فعالية من البوليمرات واحدة، على سبيل المثال بسبب أكثر تعزيز الجسور بين الجسيمات 12. لذلك، وصفت أعلاه وقد تم تكييف طريقة لاستيعاب إضافة اثنين من البوليمرات (3.2) 26. تم اختبار ثلاثة البوليمرات غير الاصطناعية وحدها، في تركيبة مع بعضها البعض أو مجتمعة مع مبادرة التعليم الفلسطينية. وقد حقق التلبد الأكثر كفاءة مقتطفات التبغ مع مبادرة التعليم الفلسطينية وحدها، ولكن مزيج من جزيرة الأمير إدوارد والشيتوزان أو فوسفات يمكن أن تقلل من تركيز جزيرة الأمير إدوارد المطلوبة. وعلاوة على ذلك، سمح نهج زارة الطاقة لنا للتعرف على مجموعات البوليمر الأكثر فعالية عندما حذف جزيرة الأمير إدوارد (مع أو بدون الشيتوزان وفوسفات)، مما يساعد على تحديد شروط التلبد المثلى في العمليات حيث جزيرة الأمير إدوارد يتنافى مع البروتين الهدف، على سبيل المثال بسبب هطول الأمطار، كما وذكرت لβglucuronidase 24،25. وعلاوة على ذلك، كانت قادرة على تميز تصميم الفضاء المعقدة التي لا يوجد نموذج الآلية المتاحة (الشكل 2D) وزارة الطاقة. باستخدام أدوات ANOVA من برنامج وزارة الطاقة كان من الممكن التمييز بين النماذج التنبؤية يمكن الاعتماد عليها ونظرائهم تقييم سيئة (الشكل 4).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
الجانب الأكثر أهمية في الاعتبار عند إنشاء وزارة الطاقة لتحديد خصائص الجسيمات التلبد هو أن التصميم يجب من حيث المبدأ أن تكون قادرة على كشف وبيان الآثار المتوقعة أو المحتملة 36،38، على سبيل المثال تأثير درجة الحموضة، نوع البوليمر وتركيز البوليمر 16. وبالتالي، فمن المهم تقييم جزء من تصميم الفضاء (FDS) قبل بدء التجارب الفعلية. قوات الدفاع والأمن هو جزء من الفضاء التجريبي متعدد الأبعاد داخله من الممكن الكشف عن اختلافات محددة مسبقا بين النتائج التجريبية إعطاء نظام تقلب معروف، على سبيل المثال الكشف عن الاختلاف في تعكر 250 (من عوامل التصميم، مثل الرقم الهيدروجيني المغطاة) جامعة تايوان الوطنية نظرا لتنوع 125 جامعة تايوان الوطنية. ويمكن زيادة قوات الدفاع والأمن من خلال زيادة تصميم مع أشواط إضافية وينبغي ≥0.95 للتصاميم تهدف إلى توجيه عملية المراقبة 36. وعلاوة على ذلك، إذا كان عدد أشواط لا تسمح رانه التجربة برمتها التي يتعين الاضطلاع بها في يوم واحد، وكتل وينبغي محددة مسبقا في وزارة الطاقة لحساب دفعة إلى دفعة وتقلب يوما بعد يوم. عند العمل مع المواد النباتية، وإدراج إشارة يعمل في كل كتلة (الضوابط على سبيل المثال غير المعالجة) يساعد على تعويض عن التقلبات، والسماح للمقارنة البيانات من عدة أشواط لكل واحد تطبيع إلى المدى المرجعية المقابلة لها. في هذا السياق، وزيادة عدد أشواط تكرار في وزارة الطاقة هي أيضا مفيدة.
عندما يتم فحص أعداد كبيرة من البوليمرات، فمن المستحسن استخدام الخصائص الفردية للالمرسب، والكثافة مثل تهمة والكتلة الجزيئية، والعوامل رقمية منفصلة بدلا من البوليمرات أنفسهم عوامل مثل الفئوية. وهذا يقلل من عدد من التجارب لتصاميم تجريبية تحتاج في كثير من الأحيان إلى تكرارها لعوامل الفئوية، في حين أن مستويات إضافية من العوامل رقمية تحتاج فقط عدد قليل من أشواط إضافية. يخدع المعلوماتخيمة التجربة أيضا يزيد ويسمح بتحديد خصائص البوليمر التي تعمل على تحسين التلبد، على سبيل المثال كثافة الشحنة عالية كما وجدت في وصف التجارب هنا. اتفاقية مكافحة التصحر وRSM التجريبية التصاميم هي مفيدة لإنشاء النماذج مع القوة التنبؤية العالية، مما يتيح التعرف على ظروف التصنيع قوية (على سبيل المثال لتوجيه عملية المراقبة) وعادة ما تستخدم لمتابعة التصاميم الفرز. وإذا كان عدد من العوامل وعوامل مستويات تحت نتائج التحقيق في وزارة الطاقة مع أكثر من 400 التجارب الفردية، فإنه قد يكون من المستحسن للحد من عدد من مستويات عامل أو التحول إلى أنواع التصميم لعدد من العينات التي يمكن التعامل معها بسهولة مع تقنية المقدمة هنا يقتصر على ~ 100 في اليوم الواحد.
من وجهة النظر التجريبية للعرض، يجب أن تظل البوليمرات مستقرة في ظل الظروف التجريبية المختارة، على سبيل المثال يجب أن لا يزيل البلمرة في انخفاض الرقم الهيدروجيني. إعداد دقيق للflocculantالأسهم من حيث التركيز ضروري أيضا للحصول على نتائج استنساخه والنماذج ذات جودة عالية. في هذا السياق، قد يحتاج flocculant أن يكون سابقة التجهيز، على سبيل المثال تورم مرات أو تعديل الرقم الهيدروجيني للكيتين، لضمان ذوبان كامل، وبالتالي للحصول على حل متجانسة. للغاية وينبغي تجنب الأسهم لزجة لأن هذا يمكن أن يسبب أخطاء pipetting لعند نقل البوليمر للاستخراج. يمكن للعديد من البوليمرات يكون لها تأثير التخزين المؤقت قوي والأسهم لديها قيم درجة الحموضة الشديدة، مثل درجة الحموضة ~ 9.5 لمدة 8٪ [ث / ت] جزيرة الأمير إدوارد. وهذا يمكن أن يؤثر على درجة الحموضة في استخراج إذا لم يتم قبل تعديل-الأسهم وسوف يشوه النتائج التجريبية. على سبيل المثال، إذا التلبد هو أكثر فعالية في درجة الحموضة العالية وغير الرقم الهيدروجيني المعدلة الأسهم جزيرة الأمير إدوارد يستخدم بعد ذلك وزارة الطاقة قد تشير إلى أن تركيزات عالية جزيرة الأمير إدوارد أكثر فعالية. ومع ذلك، سوف يكون سبب هذا التأثير عن طريق الرقم الهيدروجيني العالي الناجم عن حجم أكبر من الأسهم التي تم إضافتها، وليس عن طريق زيادة تركيز المؤسسة العامة البوليمرص ذاته. تركيزات الأسهم المستخدمة وينبغي أيضا تشبه تلك المستخدمة في تطبيقات واسعة النطاق لتجنب الآثار تخفيف اختلاف بين المقاييس التي يمكن أن تؤثر على تركيز الجسيمات وبالتالي التلبد. بعض المرسب طين المستندة إلى مثل الكاولين تحتوي على عدد كبير من الجسيمات الدقيقة نفسها التي يمكن أن تحجب تأثير التلبد، مثل تخفيض التلوث بعد الترشيح الأولي، وينبغي تحديد استجابات أخرى لتقييم فعالية هذه المواد، على سبيل المثال قدرة مرشح المصب.
لتحليل البيانات من المهم لتقييم النتائج التي تم جمعها من حيث القيم المتطرفة، اختلالات والاتساق العام، مثل القيم القصوى يمكن أن تشير إلى وجود خطأ في النسخ واللصق، والتحول في منزلة عشرية أو خلل في الأجهزة التحليلية المعدات /. سيضمن تحليل دقيق أن تستخدم فقط بيانات عالية الجودة لبناء نموذج. خلال بناء نموذج من المهم لتقييم باستمرار عشره مجموعة واسعة من مؤشرات الجودة التي تقدمها برامج وزارة الطاقة. المعايير الأساسية هي R 2، تعديل R 2 وتوقعت R 2 القيم، ولكن مخلفات طبيعية، مخلفات-مقابل-المدى والفعلي-مقابل-توقع المؤامرات (الشكل 4)، بل هي أكثر أهمية لأنها توفر معلومات حول كل شوط في تجربة بدلا من معلمة المبلغ. وعلاوة على ذلك، ينبغي دائما أن التحقيق في تماسك النموذج النهائي والتنبؤات مع الآليات المعروفة من التلبد. قد تحدث اختلافات كبيرة بين التنبؤات والتوقعات العلمية لنماذج وزارة الطاقة وصفية فقط بدلا من الميكانيكية، مثل النماذج قد يتوقع القيم المتطرفة على حواف مساحة تصميم يعكس استخدام خوارزميات تركيب متعدد الحدود.
الرقم 4: مؤشرات الجودة من نماذج زارة الطاقة ولاrmal مؤامرة من مخلفات studentized يجب أن يشبه خط مستقيم قدر الإمكان (A) مع انحرافات بسيطة فقط (الأسهم الخضراء) مقبولة لنماذج عالية الجودة. والمظهر المنحني (C) مع انحرافات قوية (الأسهم الحمراء) من المثالي الخط (الأحمر) يشير إلى نموذج الفقراء، على سبيل المثال في عداد المفقودين بسبب عوامل هامة. في نهاية المطاف، وتوقع ويجب التجريبية القيم (الفعلية) مباراة (ب) واتباع خط مستقيم مرة أخرى. الانحراف عن الخط المثالي (دائرة حمراء وخط متقطع) تشير تنبؤات النماذج السيئة (D). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
النهج زارة الطاقة يمكن أن تساعدنا على تحديد التلبد في اللقيم معقدة مثل المستخلصات النباتية، حتى إذا لم تكن هناك بيانات القائمة. وكان محسن والتلبد مقتطفات التبغ مع حجم العمل من 2 نحنEKS وتكاليف المواد الاستهلاكية من ~ 500 €. خفضت هذا العدد من المرشحات العمق المطلوب لدفعة على نطاق تجريبي واحدة تنطوي ~ 800 L مستخلصات نباتية بنسبة 60٪، حيث حققت خفض مقابل في تكاليف المواد الاستهلاكية.
طبقت المرسب أيضا المستخلصات النباتية المختلفة والخليط ثقافة الخلية. على الرغم من أن نفس flocculant كان فعالا لجميع هذه اللقيم، وكان تركيز البوليمر ليتم تعديلها من أجل استيعاب تركيزات مختلفة من الجزيئات المتناثرة. بالإضافة إلى ذلك، مرة واحدة وقد تم التعرف على البوليمر فعالة، قد تحتاج إلى تعديل لتتناسب مع توزيع حجم الجسيمات مختلفة 11 الخطوات الترشيح و / أو الطرد المركزي.
يمكن بسهولة أن تتكيف الطريقة الموصوفة هنا لاللقيم الأخرى وبالتالي فهي ذات الصلة للعلماء والمهندسين وضع استراتيجيات توضيح للثقافات خلايا الثدييات وعمليات إنتاج الغذاء / تغذية أيضا. إسبانياecially العمليات المستندة إلى النباتات سوف تستفيد من أحجام عينة المتوسطة اقترح هنا لالمستخلصات النباتية يمكن أن تحتوي على جزيئات تصل إلى 1 مم في القطر والتي لا تتمشى مع الأشكال صفيحة 21، على سبيل المثال لديناميات خلط تختلف نظرا لقطر الجسيمات إلى نسبة القطر سفينة لا يمثل حجم العملية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
المؤلف لا يوجد لديه تضارب المصالح في الكشف عنها.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2100P Portable Turbidimeter | Hach | 4650000 | Turbidimeter |
| 2G12 antibody | Polymun | AB002 | Reference antibody |
| Biacore T200 | GE Healthcare | 28-9750-01 | SPR device |
| BP-410 | Furh | 2632410001 | Bag filter |
| Catiofast VSH | BASF | 79002360 | Flocculating agent |
| Centrifuge 5415D | Eppendorf | 5424 000.410 | Centrifuge |
| Centrifuge tube 15 ml | Labomedic | 2017106 | Reaction tube |
| Centrifuge tube 50 ml self-standing | Labomedic | 1110504 | Reaction tube |
| Chitosan | Carl Roth GmbH | 5375.1 | Flocculating agent |
| Design-Expert(R) 8 | Stat-Ease, Inc. | n.a. | DoE software |
| Disodium phosphate | Carl Roth GmbH | 4984.3 | Media component |
| Ferty 2 Mega | Kammlott | 5.220072 | Fertilizer |
| Forma -86C ULT freezer | ThermoFisher | 88400 | Freezer |
| Greenhouse | n.a. | n.a. | For plant cultivation |
| Grodan Rockwool Cubes 10 x 10 cm | Grodan | 102446 | Rockwool block |
| HEPES | Carl Roth GmbH | 9105.3 | Media component |
| K700P 60D | Pall | 5302305 | Depth filter layer |
| KS50P 60D | Pall | B12486 | Depth filter layer |
| Miracloth | Labomedic | 475855-1R | Filter cloth |
| MultiLine Multi 3410 IDS | WTW | WTW_2020 | pH meter / conductivity meter |
| Osram cool white 36 W | Osram | 4930440 | Light source |
| Phytotron | Ilka Zell | n.a. | For plant cultivation |
| Polymin P | BASF | 79002360 | Flocculating agent |
| POLYTRON PT 6100 D | Kinematica | 11010110 | Homogenization device with custom blade tool |
| Protein A | Life technologies | 10-1006 | Antibody binding protein |
| Sodium chloride | Carl Roth GmbH | P029.2 | Media component |
| Synergy HT | BioTek | SIAFRT | Fluorescence plate reader |
| TRIS | Carl Roth GmbH | 4855.3 | Media component |
| Tween-20 | Carl Roth GmbH | 9127.3 | Media component |
| VelaPad 60 | Pall | VP60G03KNH4 | Filter housing |
| Zetasizer Nano ZS | Malvern | ZEN3600 | DLS particle size distribution measurement |
References
- Godfray, H. C. J., et al. Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People. Science. 327, 812-818 (2010).
- Fischer, R., Schillberg, S., Buyel, J. F., Twyman, R. M. Commercial aspects of pharmaceutical protein production in plants. Curr. Pharm. Des. 19, 5471-5477 (2013).
- Pastores, G. M., et al. 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. Blood Cells Mol. Dis. 53, 253-260 (2014).
- De Paepe, D., et al. A comparative study between spiral-filter press and belt press implemented in a cloudy apple juice production process. Food Chem. 173, 986-996 (2015).
- Buyel, J. F., Twyman, R. M., Fischer, R. Extraction and downstream processing of plant-derived recombinant proteins. Biotechnol. Adv. 33, 902-913 (2015).
- Wilken, L. R., Nikolov, Z. L. Recovery and purification of plant-made recombinant proteins. Biotechnol. Adv. 30, 419-433 (2012).
- Buyel, J. F. Process development trategies in plant molecular farming. Curr. Pharm. Biotechnol. 16, 966-982 (2015).
- Hassan, S., Keshavarz-Moore, E., Ma, J., Thomas, C. Breakage of transgenic tobacco roots for monoclonal antibody release in an ultra-scale down shearing device. Biotechnol. Bioeng. 111, 196-201 (2014).
- Hassan, S., van Dolleweerd, C. J., Ioakeimidis, F., Keshavarz-Moore, E., Ma, J. K. Considerations for extraction of monoclonal antibodies targeted to different subcellular compartments in transgenic tobacco plants. Plant Biotechnol. J. 6, 733-748 (2008).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Scale-down models to optimize a filter train for the downstream purification of recombinant pharmaceutical proteins produced in tobacco leaves. Biotechnol. J. 9, 415-425 (2014).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Downstream processing of biopharmaceutical proteins produced in plants: the pros and cons of flocculants. Bioengineered. 5, 138-142 (2014).
- Gregory, J., Barany, S. Adsorption and flocculation by polymers and polymer mixtures. Adv. Colloid Interface Sci. 169, 1-12 (2011).
- Zhou, Y., Franks, G. V. Flocculation mechanism induced by cationic polymers investigated by light scattering. Langmuir. 22, 6775-6786 (2006).
- Runkana, V., Somasundaran, P., Kapur, P. C. Mathematical modeling of polymer-induced flocculation by charge neutralization. J. Colloid Interface Sci. 270, 347-358 (2004).
- Hjorth, M., Jorgensen, B. U. Polymer flocculation mechanism in animal slurry established by charge neutralization. Water Res. 46, 1045-1051 (2012).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Flocculation increases the efficacy of depth filtration during the downstream processing of recombinant pharmaceutical proteins produced in tobacco. Plant Biotechnol. J. 12, 240-252 (2014).
- Buyel, J. F., Opdensteinen, P., Fischer, R. Cellulose-based filter aids increase the capacity of depth filters during the downstream processing of plant-derived biopharmaceutical proteins. Biotechnol. J. 10, 584-591 (2014).
- Yasarla, L. R., Ramarao, B. V. Dynamics of Flocculation of Lignocellulosic Hydrolyzates by Polymers. Ind. Eng. Chem. Res. 51, 6847-6861 (2012).
- Montgomery, D. C. Design and Analysis of Experiments. , John Wiley & Sons Incorporated. (2007).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Characterization of complex systems using the design of experiments approach: transient protein expression in tobacco as a case study. J. Vis. Exp. , e51216 (2014).
- Espuny Garcia Del Real, G., Davies, J., Bracewell, D. G. Scale-down characterization of post-centrifuge flocculation processes for high-throughput process development. Biotechnol. Bioeng. 111, 2486-2498 (2014).
- Rathore, A. S., Sofer, G. Process Validation in Manufacturing of Biopharmaceuticals, 3rd edn, Vol. 1. , Taylor & Francis. (2012).
- Kang, Y., et al. Development of a Novel and Efficient Cell Culture Flocculation Process Using a Stimulus Responsive Polymer to Streamline Antibody Purification Processes. Biotechnol. Bioeng. 110, 2928-2937 (2013).
- Menkhaus, T. J., Eriksson, S. U., Whitson, P. B., Glatz, C. E. Host selection as a downstream strategy: Polyelectrolyte precipitation of beta-glucuronidase from plant extracts. Biotechnol. Bioeng. 77, 148-154 (2002).
- Holler, C., Vaughan, D., Zhang, C. M. Polyethyleneimine precipitation versus anion exchange chromatography in fractionating recombinant beta-glucuronidase from transgenic tobacco extract. J. Chromatogr. A. 1142, 98-105 (2007).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Synthetic polymers are more effective than natural flocculants for the clarification of tobacco leaf extracts. J. Biotechnol. 195, 37-42 (2014).
- Pearson, C. R., Heng, M., Gebert, M., Glatz, C. E. Zeta potential as a measure of polyelectrolyte flocculation and the effect of polymer dosing conditions on cell removal from fermentation broth. Biotechnol. Bioeng. 87, 54-60 (2004).
- Buyel, J. F., Gruchow, H. M., Boes, A., Fischer, R. Rational design of a host cell protein heat precipitation step simplifies the subsequent purification of recombinant proteins from tobacco. Biochem. Eng. J. 88, 162-170 (2014).
- Wang, S., Liu, C., Li, Q. Impact of polymer flocculants on coagulation-microfiltration of surface water. Water Res. 47, 4538-4546 (2013).
- Menkhaus, T. J., Anderson, J., Lane, S., Waddell, E. Polyelectrolyte flocculation of grain stillage for improved clarification and water recovery within bioethanol production facilities. Bioresour. Technol. 101, 2280-2286 (2010).
- Mune, M. A. M., Minka, S. R., Mbome, I. L. Optimising functional properties during preparation of cowpea protein concentrate. Food Chem. 154, 32-37 (2014).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Predictive models for transient protein expression in tobacco (Nicotiana tabacum L.) can optimize process time, yield, and downstream costs. Biotechnol. Bioeng. 109, 2575-2588 (2012).
- Buyel, J. F., Kaever, T., Buyel, J. J., Fischer, R. Predictive models for the accumulation of a fluorescent marker protein in tobacco leaves according to the promoter/5'UTR combination. Biotechnol. Bioeng. 110, 471-482 (2013).
- Buyel, J. F., Fischer, R. A juice extractor can simplify the downstream processing of plant-derived biopharmaceutical proteins compared to blade-based homogenizers. Process Biochem. 50, 859-866 (2014).
- Anderson, M. J., Whitcomb, P. J. DOE Simplified: Practical Tools for Effective Experimentation. Vol. 1. 1, Taylor & Francis. (2000).
- Anderson, M. J., Whitcomb, P. J. Response Surface Methods Simplified. , Productivity Press. (2005).
- Buyel, J. F., Fischer, R. Generic chromatography-based purification strategies accelerate the development of downstream processes for biopharmaceutical proteins produced in plants. Biotechnol. J. 9, 566-577 (2014).
- Myers, R. H., Montgomery, D. C., Anderson-Cook, C. M. Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments. , Wiley. (2009).
