Рис. 6.1. Этапы биотехнологических процессов

Приготовление питательной среды

Стадия приготовления питательной среды включает в себя дозирование и взвешивание компонентов питательной среды, которые могут находиться в твердом или жидком виде, собственно приготовление питательной среды и ее последующую стерилизацию. Если в качестве микроорганизма-продуцента используются дрожжи, грибы или бактерии, то большинство компонентов питательной среды являются твердыми веществами. Обычно они включают в себя углеводороды, например, декстрозу или сахарозу, источник азота, например, дрожжевой экстракт, а также небольшие количества веществ, являющихся источниками витаминов, минералов и факторов роста. Процессы, использующие животные клетки и гибридомы, предъявляют к питательной среде более жесткие требования. В большинстве случаев она представляет собой белковый раствор, основным компонентом которого часто является плазма бычьей крови. Такая питательная среда может поставляться либо в жидкой, либо в порошкообразной форме.

Природа питательной среды и входящих в нее компонентов предъявляет особые требования к производственным помещениям для приготовления питательной среды. Обычно в них размещаются средства для взвешивания твердых компонентов и объемного дозирования жидких, а также для их смешения и растворения. В эти помещения также подводится очищенная вода. Приготовленная питательная среда подвергается процессу стерилизации. В настоящее время чаще всего эта операция осуществляется с помощью стерилизующей фильтрации, но в ряде случаев и методом тепловой стерилизации, в частности, в том случае, когда питательная среда содержит нерастворимые твердые частицы.

Наличие технологических операций с порошкообразными материалами требует применения средств обработки воздушной среды производственных помещений, способных, с одной стороны, защитить оператора, а с другой, предотвратить перекрестное загрязнение. Для этого могут использоваться обычные вытяжные вентиляционные системы, предназначенные для удаления пыли, или вытяжные зонты. В крупномасштабном производстве также очень популярно применение специальных кабин с однонаправленным нисходящим потоком воздуха. Там, где для производства биофармацевтических продуктов применяются стандарты GMP, в целях предотвращения загрязнения питательной среды посторонними материалами процесс приготовления питательной среды ведут в чистых помещениях, обычно класса 10 ООО.

Поскольку культуры промышленных микроорганизмов еще не участвуют в производственном процессе, средства биологической безопасности в помещениях для приготовления питательной среды не применяются.

Культивирование микроорганизмов

Культивирование (ферментация) - это процесс, во время которого микроорганизмы растут (увеличивают свою численность) и превращают компоненты питательной среды в целевой продукт. В качестве микроорганизмов могут использоваться дрожжи, грибы или бактерии. В том случае, когда в качестве организмов-продуцентов используются клетки животных или гибридомы, говорят о культуре клеток. Одно из требований к процессу культивирования состоит в обеспечении микроорганизмов или культуры клеток условиями, благоприятными для их оптимального роста и образования продукта. Это требование реализуется с помощью биореактора (ферментера). Это закрытый сосуд, который стерилизуется паром, и в который подается стерильная питательная среда. Эта среда затем асептически засевается производственными микроорганизмами. Биореактор позволяет поддерживать в заданных пределах такие параметры ферментируемой питательной среды (культуральной жидкости), как температура, pH, содержание растворенного кислорода и другие. Он также обеспечивает асептические условия культивирования, благодаря чему на протяжении этого этапа производства поддерживается чистая культура микроорганизмов-продуцентов.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒