1. Sai số hiệu chuẩn định lượng gây nguy hiểm trong sàng lọc chủng và nuôi cấy fed-batch
Trong sàng lọc chủng vi sinh vật và R&D quy trình sinh học thượng nguồn, nuôi cấy fed-batch là chiến lược tiêu chuẩn vàng để đạt được mật độ tế bào cao và tối đa hóa biểu hiện protein tái tổ hợp mục tiêu. Tuy nhiên, việc cung cấp chính xác axit, kiềm, chất chống tạo bọt và chất dinh dưỡng phụ thuộc chặt chẽ vào các bơm nhu động tích hợp trên các nền tảng bioreactor để bàn.
Trong hoạt động liên tục, các yếu tố như mỏi ống do bịt kín cơ học, sự thay đổi độ nhớt của môi trường và sự biến động áp suất cột chất lỏng khiến tốc độ dòng chảy của bơm nhu động trong thực tế lệch khỏi cài đặt mặc định của nhà sản xuất. Nếu không có hiệu chuẩn bơm tiêu chuẩn hóa, sai số thể tích nhỏ sẽ tích lũy trong các mẻ lên men kéo dài hàng chục đến hàng trăm giờ. Sự sai lệch này có thể gây ra tình trạng quá ngưỡng pH nghiêm trọng, ức chế chất nền hoặc thiếu hụt dinh dưỡng, làm mất hiệu lực xếp hạng hiệu suất chủng và khả năng tái lập quy trình. Do đó, việc kiểm tra kiến trúc hiệu chuẩn bơm và khả năng theo dõi thể tích của bioreactor là rất quan trọng trong quá trình lựa chọn thiết bị.
2. Cơ chế kỹ thuật hiệu chuẩn trọng lượng-thời gian có hướng dẫn bằng phần mềm và phân tích định lượng
Các bioreactor tự động hiện đại loại bỏ phỏng đoán trong định lượng bằng cách tích hợp các quy trình hiệu chuẩn tiêu chuẩn hóa có hướng dẫn bằng phần mềm kết hợp với các phép đo cân phân tích:
- Quy trình hiệu chuẩn trọng lượng-thời gian tiêu chuẩn hóa: Trong giao diện phần mềm Hiệu chuẩn, người vận hành đặt bình chứa thức ăn lên cân, ghi lại khối lượng ban đầu và khởi động một lần bơm được hẹn giờ bằng phần mềm (Timer). Sau khi dừng, người dùng nhập khối lượng còn lại và hệ thống tự động tính toán tốc độ dòng khối lượng thực tế (Tốc độ hiệu chuẩn, g/phút).
- Cấu hình nối tiếp bơm độc lập: Phần mềm hỗ trợ gán nối tiếp duy nhất (Cấu hình nối tiếp bơm) và lưu trữ tốc độ dòng chảy cho bơm axit, kiềm, chất chống tạo bọt và nhiều bơm thức ăn, đảm bảo mỗi đường chất lỏng hoạt động nghiêm ngặt theo tốc độ định lượng đã được xác nhận của nó.
- Bộ đếm tổng thời gian thực và đặt lại bộ đếm: Trong quá trình nuôi cấy trực tiếp, hệ thống liên tục tính toán và hiển thị tổng khối lượng bổ sung (Tổng / Số đếm tính bằng gam) dựa trên tốc độ hiệu chuẩn và thời gian chạy bơm, có chức năng ĐẶT LẠI bằng một cú nhấp chuột để thiết lập đường cơ sở sạch cho các mẻ mới hoặc các giai đoạn cho ăn.
3. Hướng dẫn lựa chọn: Đánh giá độ chính xác định lượng trong bioreactor để bàn
Khi lựa chọn bioreactor để bàn trong phòng thí nghiệm cho sàng lọc chủng thông lượng cao và phát triển quy trình sinh học thượng nguồn, các kỹ sư quy trình nên đánh giá các thông số kỹ thuật kiểm soát định lượng sau đây:
- Quy trình hiệu chuẩn tích hợp phần mềm: Xác minh xem giao diện điều khiển có các công cụ tính toán tốc độ dòng chảy tích hợp sẵn (nút Tính toán) cung cấp trực tiếp tốc độ bơm đã hiệu chuẩn vào các vòng điều khiển PID và cấp liệu hay không.
- Tính linh hoạt của chiến lược cho ăn: Xác nhận rằng bộ điều khiển hỗ trợ các cấu hình định lượng nâng cao dựa trên tốc độ đã hiệu chuẩn, bao gồm cho ăn tuyến tính, cho ăn theo cấp số nhân (Chỉ số) và các cấu hình cho ăn liên kết DO/pH vòng kín.
- Khả năng truy xuất nguồn gốc định lượng và ghi nhật ký dữ liệu: Đảm bảo rằng tốc độ dòng chảy bơm đã hiệu chuẩn và khối lượng định lượng tích lũy theo thời gian thực (Số đếm Axit/Kiềm/Thức ăn) được ghi tự động vào báo cáo mẻ và đường cong xu hướng để đáp ứng yêu cầu về cân bằng khối lượng và tính toàn vẹn dữ liệu theo thiết kế chất lượng (QbD).
