18 Проектирование биотехнологического производства. Стадия приготовления посевного материала клеток.

Используют исходную культуру, которую хранят и поддерживают в активном состоянии на производстве. Консервация культуры осущ-ся следующими способами: 1) хранение под слоем масла 2) в различных субстратах при пониженных температурах – криоконсервирование при t º от -165 до – 196. 3) высушивание, в том числе и лиофильная сушка, при этом МО для их сохранности и жизнедеятельности пересевают на свежие пит среды. Индекс роста (отношение конечной концентрации к начальной) для большинства культур невелик, поэтому для загрузки производственного биореактора требуется значительное кол-во посевного матер-ла: 15-20 % от объема для бактерий и грибов, до 30% для клеток и растений. Из-за этого получать требуемое кол-во инокулята из небольшого объема исх. материала приходится в несколько последовательных этапа. ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО: надежность обеспечения асептических условий дожна быть тем выше, чем более данная стадия удалена от культивирования.

Типичными этапами является 1) культивирования на плотной агаризованной среде 2) на жидкой среде в шейкерных колбах 3) в одном или нескольких биореакторов увеличенного масштаба. Первые по ходу проц. наработки материала биореактора наз-ся инокуляторами, последующие – посевные ферментеры.Процесс выращивания инокулята осущ-ся периодическим способом в его ступенчатом варианте. Посевной материал должен быть требуемой концентрации без посторонней микрофлоры. Работа с посевным материалом должна проводится в чистых ЧП, оборудованные ламинарными шкафами для защиты продукта от ОС. Посевные биореакторы должны быть защищены от контаминации посторонней микрофлоры, так же как и производственные, т.е данные биореакторы должны предусматривать стерелизацию на месте SIP, а не в автоклавах. В целях обеспечения отсутствия контаминации посевного материала стремятся использовать более простые конструкции и схемы обвязки посевных ферментеров по сравнению с производством. перемешивание осуществляется аэрирующем воздухом, ап-т должен иметь минимум штуцеров, из обвязки исключаются мерники и пеногасители и некоторые датчики.

19. Проектирование биотехнологического производства. Стадия получения готового продукта

Стадии следующие за культивированием довольно разнообразны в зависимости от свойств культуры, получаемого продукта и его формы.

Продукты микробиологической технологии получают в форме концентратов культуральной жидкости, сухой биомассы, в форме внутри и внеклеточных метаболизмов.

Концентраторы кроме целевых продуктов содержат другие метаболиты: биомассу м/о, остаточные компоненты питательной среды. Эти концентраторы в жидком или сухом виде выпускают для применения в сельском хозяйстве. Поскольку эти продукты относятся к малотоксичным, к производству которых применяются менее строгие требования, однако культивирование м/о продуцентов должно осуществляться в строго асептических условиях. Концентраторами культуральной жидкости также является и продукты тонкого микробиологического синтеза, к которому можно отнести живые вакцины, лечебные препараты.

При пр-ве этих препаратов культуральную жидкость выращенных м/о высушивают лиофильно. Как и культивирование последующие стадии процесса (фасовка, сушка) должны осуществляться в асептических условиях.

Путем высушивания нативной культуральной жидкости производят молочно-кислые закваски для пищевых целей. А также закваски для силосования кормов. В данном случае применяется сублимационная и распылительная сушка.

Требования к чистоте данного продукта менее строгие. Пекарские дрожжи и средства защиты растений представляют собой живые м/о.

Дрожжи являются очень чувствительными к загрязнениям м/о. в свою очередь м/о которые являются продуцентами для средств защиты растений требуют строгих асептических условий при культивировании, однако поскольку готовый продукт предназначен для растений нет необходимости устанавливать для их пр-ва классов чистоты.

Ослабленную биомассу представляют собой бактериальные и вирусные вакцины. После получения нативной культуры ее иноктивируют.

Используемые здесь м/о выращивают в биоректорах, а некоторые вирусы выращивают и в развивающихся эмбрионах птиц и животных.

Требования к чистоте производства этих препаратов определяются правилами GMP. Более того поскольку используется для их получения высококалогенные штаммы полноценные по своей вирулентности, поэтому на этапах работы до иноктивации следует руководствоваться правилами безопасности.

Получение внеклеточных очищенных метаболитов осуществляется по правилам асептики. Микробную массу отделяют от жидкой среды сепарированием или фильтрацией. С возможной предварительной обработкой культуральной жидкостью для обеспечения разделения. Целевые метаболиты выделяют из жидкой среды и очищают методами экстракции, ионообмена, сорбции, кристаллизации, ультрафильтрации, диализ.

Препараты метаболитов высушивают если это необходимо и фасуют. Эти препараты используются часто в качестве инъекционных лек.средств высокой степени чистоты, что предъявляет особые требования к чистоте пр-ва на всех его стадиях. Эти процессы должны проходить в асептических условиях, чистых зонах, с однонаправленным потоком воздуха и со специальной обработкой оборудования.

Большинство метаболитов находятся внутри клетки. К ним относятся рибосомальная вакцина, генноинженерные и др. для выделения метаболитов требуется разрушить клетку. Разрушают ферментацией, физически или механически. После разрушения удаляют остатки клеток центрифугированием или фильтрацией. Для выделения целевого продукта применяют: экстракцию, высаливание, хромотография, диализ.