જૈવિક આથો પ્રક્રિયાની ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ અને તેનું કાર્ય

I. પરિચય

આધુનિક બાયોએન્જિનિયરિંગ ઉદ્યોગમાં, જૈવિક આથો ટેકનોલોજીનો વ્યાપકપણે ફાર્માસ્યુટિકલ, ખોરાક, કૃષિ, ઉર્જા, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે. આથો પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે બે તબક્કામાં વહેંચાયેલી હોય છે: અપસ્ટ્રીમ (કાચા માલની તૈયારી અને આથો) અને ડાઉનસ્ટ્રીમ (ઉત્પાદન અલગ કરવું અને શુદ્ધિકરણ અને અંતિમ પ્રક્રિયા). જોકે માઇક્રોબાયલ ચયાપચયઆથો લાવનારસમગ્ર પ્રક્રિયાના કેન્દ્રમાં હોવાથી, લક્ષ્ય ઉત્પાદનને કાર્યક્ષમ ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયા સારવાર પછી જ ઉપયોગી, વેચાણયોગ્ય કોમોડિટીમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તેથી, ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ્સ માત્ર જૈવિક પ્રતિક્રિયાઓ અને બજાર માંગ વચ્ચેનો સેતુ નથી, પરંતુ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા, શુદ્ધતા અને આર્થિક કાર્યક્ષમતાની ચાવી પણ છે.

આ પેપરમાં, વિવિધ ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ્સની રચના, લાક્ષણિક પ્રક્રિયા પ્રવાહ અને જૈવિક આથોની સમગ્ર ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં તેમના કાર્યોનું વ્યવસ્થિત રીતે વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.

II, ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો

જૈવિક આથોની ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમમાં મુખ્યત્વે નીચેના ભાગોનો સમાવેશ થાય છે:

• કોષ વિભાજન (ઘન-પ્રવાહી વિભાજન) સિસ્ટમ
• કોષ વિભાજન (કોશિકાનાશક ઉત્પાદનો માટે) સિસ્ટમો
• પ્રારંભિક શુદ્ધિકરણ પ્રણાલી (દા.ત. નિષ્કર્ષણ, વરસાદ)
• રિફાઇનિંગ સિસ્ટમ્સ (દા.ત. પટલ અલગીકરણ, ક્રોમેટોગ્રાફી)
• સાંદ્રતા અને સૂકવણી પ્રણાલી
• વિતરણ અને તૈયારી પ્રણાલીઓ (અંતિમ ઉત્પાદનો માટે)

દરેક સિસ્ટમનું ચોક્કસ રૂપરેખાંકન અને સંયોજન ઉત્પાદનના પ્રકાર, સૂક્ષ્મજીવાણુઓની પ્રજાતિઓ અને લક્ષ્ય શુદ્ધતા અનુસાર બદલાય છે.

MIKEBIO CIP સફાઈ સિસ્ટમ

III, ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ્સના કાર્યો અને ઉપયોગો

૧. કોષ વિભાજન પ્રણાલી

• ✅ કાર્ય:

આથો પછી, સંસ્કૃતિ માધ્યમમાં સામાન્ય રીતે મોટી સંખ્યામાં બેક્ટેરિયા, કોષના ટુકડા અને ચયાપચય હોય છે. જો લક્ષ્ય ઉત્પાદન આથો દ્રાવણ (બાહ્ય કોષીય ઉત્પાદન) માં સ્થિત હોય, તો પછીના શુદ્ધિકરણ માટે તૈયાર કરવા માટે કોષોને સિસ્ટમમાંથી દૂર કરવાની જરૂર છે.

• ✅ લાક્ષણિક સાધનો:

સેન્ટ્રીફ્યુજ (ડિસ્ક સેન્ટ્રીફ્યુજ, ડિકેન્ટર સેન્ટ્રીફ્યુજ)

ગાળણ સાધનો (માઈક્રોફિલ્ટર, વેક્યુમ ફિલ્ટર, સિરામિક મેમ્બ્રેન ફિલ્ટર)

• ✅ અરજી કેસ:

પેનિસિલિન અને સાઇટ્રિક એસિડ જેવા બાહ્યકોષીય ચયાપચયની સ્પષ્ટ પ્રવાહી પુનઃપ્રાપ્તિ;

એન્ટિબોડી ઉત્પાદનમાં કોષ સંસ્કૃતિ માધ્યમની પ્રારંભિક સ્પષ્ટતા.

2. કોષ વિભાજન પ્રણાલી (માત્ર અંતઃકોશિક ઉત્પાદનો માટે)

• ✅ કાર્ય:

જો લક્ષ્ય ઉત્પાદન કોષની અંદર હાજર હોય (જેમ કે ચોક્કસ પ્રોટીન, ઉત્સેચકો, ન્યુક્લિક એસિડ), તો કોષને તેની સામગ્રી છોડવા માટે તોડવો આવશ્યક છે.

• ✅ સામાન્ય પદ્ધતિઓ:

યાંત્રિક ક્રશિંગ (ઉચ્ચ દબાણનું એકરૂપીકરણ, મણકાનું પીસવું)

અલ્ટ્રાસોનિક ક્રશિંગ

રાસાયણિક ક્રશિંગ (સર્ફેક્ટન્ટ ઉમેરો)

એન્ઝાઇમોલીસીસ (હળવું, સક્રિય)

• ✅ સાવચેતીઓ:

પસંદગી પદ્ધતિમાં ઉત્પાદન પ્રવૃત્તિ સુરક્ષા અને ક્રશિંગ કાર્યક્ષમતા બંને ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.

અતિશય ગરમી ઉત્પન્ન થવાને કારણે પ્રોટીન નિષ્ક્રિય થવાથી બચો.

3. પ્રારંભિક શુદ્ધિકરણ પ્રણાલી

• ✅ કાર્ય:

ઉચ્ચ શુદ્ધતા શુદ્ધિકરણનો પાયો નાખવા માટે, બાહ્યકોષીય પ્રોટીન, પોલિસેકરાઇડ્સ, રંગદ્રવ્યો, ન્યુક્લિક એસિડ વગેરે સહિત મોટી સંખ્યામાં અશુદ્ધિઓ દૂર કરો.

• ✅ મુખ્ય પ્રક્રિયા:

વરસાદ પદ્ધતિ (મીઠું કાઢીને, એસિડ કાઢીને, કાર્બનિક દ્રાવક દ્વારા વરસાદ)

દ્રાવક નિષ્કર્ષણ (પ્રવાહી-પ્રવાહી અલગીકરણ, તટસ્થ નાના અણુઓ માટે યોગ્ય)

શોષણ પદ્ધતિ (સક્રિય કાર્બન, રેઝિન, વગેરે)

• ✅ ઉદાહરણ:

એમોનિયમ સલ્ફેટને મીઠું કરીને ઉત્સેચક પ્રોટીનને અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.

ઇથિલ એસિટેટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એન્ટિબાયોટિક્સના નિષ્કર્ષણમાં થાય છે.

૪. રિફાઇનિંગ સિસ્ટમ

ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગમાં આ સૌથી વધુ ટેકનિકલ સામગ્રી છે, જે ઉત્પાદનની શુદ્ધતા અને ગુણવત્તાને સીધી અસર કરે છે.

• ✅ સામાન્ય તકનીકો:

પટલ અલગ કરવાની ટેકનોલોજી:

અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન (UF), નેનો ફિલ્ટરેશન (NF), રિવર્સ ઓસ્મોસિસ (RO)

અશુદ્ધિઓ, કેન્દ્રિત ઉત્પાદનો, ડીસોલ્ટીંગ દૂર કરવું

ક્રોમેટોગ્રાફિક સેપરેશન ટેકનોલોજી:

આયન વિનિમય ક્રોમેટોગ્રાફી, એફિનિટી ક્રોમેટોગ્રાફી, હાઇડ્રોફોબિક ઇન્ટરેક્શન ક્રોમેટોગ્રાફી, જેલ ફિલ્ટરેશન

તે ખાસ કરીને પ્રોટીન, પેપ્ટાઇડ્સ અને એન્ટિબોડીઝ જેવા ઉચ્ચ મૂલ્યવર્ધિત ઉત્પાદનોના ઉચ્ચ શુદ્ધતા નિષ્કર્ષણ માટે યોગ્ય છે.

સ્ફટિકીકરણ અને પુનઃસ્ફટિકીકરણ:

તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર નાના પરમાણુ દવાઓ અથવા કાર્બનિક એસિડ ઉત્પાદનોમાં થાય છે.

• ✅ અરજી કેસ:

મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીને 99% થી વધુ શુદ્ધતા સાથે મલ્ટી-સ્ટેપ ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવ્યું હતું.

આથો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિટામિન સીને સ્ફટિકીકરણ પછી ફરીથી સ્ફટિકીકરણ અને શુદ્ધિકરણ કરવાની જરૂર છે.

૫. સાંદ્રતા અને સૂકવણી પ્રણાલી

• ✅ કાર્ય:

આ ઉત્પાદનને પાતળા દ્રાવણમાંથી ઉચ્ચ સાંદ્રતાવાળા પ્રવાહીમાં કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે, અથવા સરળ સંગ્રહ અને પરિવહન માટે સૂકા પાવડર ઉત્પાદનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.

• ✅ સામાન્ય સાધનો:

વેક્યુમ બાષ્પીભવન કરનાર, ફિલ્મ બાષ્પીભવન કરનાર: ઉચ્ચ તાપમાનને કારણે ઉત્પાદનના ઘટાડાને ટાળો;

સ્પ્રે ડ્રાયિંગ ટાવર: એન્ઝાઇમ, આથો પ્રવાહી પાવડર ઉત્પાદનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે;

ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ મશીન (ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ): પ્રોટીન, રસી અને અન્ય અત્યંત સક્રિય પદાર્થો માટે યોગ્ય.

• ✅ ઉદાહરણ:

સુકાયા પછી એન્ઝાઇમની તૈયારી પાવડરમાં બનાવવામાં આવે છે;

એક્ઝોપોલિસેકરાઇડ્સને કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે અને મેડિકલ ડ્રેસિંગમાં ઉપયોગ માટે ફ્રીઝમાં સૂકવવામાં આવે છે.

૬. પ્રવાહી વિતરણ અને તૈયારી પ્રણાલી

• ✅ કાર્ય:

ખાસ કરીને દવા અને કાર્યાત્મક ખોરાક જેવા અંતિમ ઉત્પાદનોમાં, આથો ઉત્પાદનોને મિશ્રિત, વંધ્યીકૃત અને અંતિમ કોમોડિટી સ્વરૂપ બનાવવા માટે પેક કરવાની જરૂર છે.

• ✅ સામાન્ય સ્વરૂપ:

પ્રવાહી તૈયારી (ઇન્જેક્શન, મૌખિક પ્રવાહી)

પાવડરની તૈયારી (કેપ્સ્યુલ્સ, ફ્રીઝ-ડ્રાય પાવડર, ગ્રાન્યુલ્સ)

કોટિંગ, કોટિંગ (વિલંબિત રિલીઝ, વગેરે)

• ✅ આવશ્યકતાઓ:

GMP ધોરણો, સ્વચ્છ પર્યાવરણ નિયંત્રણ અને વંધ્યત્વ ગેરંટીનું પાલન કરવું આવશ્યક છે.

IV, ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયાઓનું મહત્વ અને પડકારો

૧. ઉચ્ચ ખર્ચ ગુણોત્તર

કેટલાક બાયો-મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગોમાં, ડાઉનસ્ટ્રીમ ખર્ચ કુલ ઉત્પાદન ખર્ચના 50% થી વધુ હોઈ શકે છે. ખાસ કરીને પ્રોટીન ઉત્પાદનો માટે, સ્તંભ ઉપભોક્તા વસ્તુઓ ખર્ચાળ હોય છે અને તેમની સેવા જીવન મર્યાદિત હોય છે, જે ડાઉનસ્ટ્રીમ ખર્ચનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે.

2. ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને અસર કરે છે

શુદ્ધતા, સ્થિરતા અને સલામતી જેવા મુખ્ય પરિમાણો ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયામાં નક્કી કરવામાં આવે છે. દવાઓ, રસીઓ અને અન્ય જૈવિક ઉત્પાદનોને અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને અવશેષ નિયંત્રણની જરૂર પડે છે.

3. પ્રક્રિયા વિકાસ માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ

વિવિધ સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ઉત્પાદિત અશુદ્ધિઓની રચના ખૂબ જ બદલાય છે, અને ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયાને પ્રમાણિત કરવી મુશ્કેલ છે, જેના માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ ડેવલપમેન્ટ અને ફાઇન ડિબગીંગની જરૂર પડે છે.

વી, ભવિષ્યના વિકાસ વલણ

• સાતત્ય અને ઓટોમેશન: ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ્સ સતત પ્રક્રિયાઓ તરફ આગળ વધે છે, કાર્યક્ષમતા અને સ્વચાલિત નિયંત્રણ સ્તરમાં સુધારો કરે છે.
• લીલું પર્યાવરણીય સંરક્ષણ: કાર્બનિક દ્રાવકોનો ઉપયોગ, પટલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ, બિન-ઝેરી નિષ્કર્ષણ અને અન્ય પર્યાવરણીય સંરક્ષણ પ્રક્રિયાઓમાં ઘટાડો.
• સંકલિત પ્રક્રિયા પ્લેટફોર્મ: પ્રક્રિયાઓ ટૂંકી કરવા અને જગ્યા બચાવવા માટે અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ વચ્ચે ગાઢ જોડાણ.
• ઉચ્ચ થ્રુપુટ અને ચોક્કસ નિયંત્રણ: ખાસ કરીને પ્રોટીન એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં, મલ્ટી-પેરામીટર મોનિટરિંગ અને AI નો ઉપયોગ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે થાય છે.ડાઉનસ્ટ્રીમ પરિસ્થિતિઓ.

બાયો-ખાતર માટે MIKEBIO ફોર્મેન્ટેશન સિસ્ટમ

છઠ્ઠા નિષ્કર્ષ

"ક્રૂડ" થી "રિફાઇન્ડ" સુધીની સમગ્ર જૈવિક આથો પ્રક્રિયામાં ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. આથોના સૂપમાં સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ઉત્પાદિત લક્ષ્ય ઉત્પાદનોને વૈજ્ઞાનિક, કાર્યક્ષમ અને આર્થિક રીતે કાઢવા અને શુદ્ધ કરીને જ, ઔદ્યોગિકીકરણ મૂલ્ય આખરે સાકાર થઈ શકે છે. જૈવિક ઉદ્યોગ તકનીકના સતત ઉત્ક્રાંતિ સાથે, ભાવિ ડાઉનસ્ટ્રીમ તકનીક બુદ્ધિ, લીલા અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની દિશામાં વિકાસ કરવાનું ચાલુ રાખશે.

બીજી બાજુ, પસંદ કરતી વખતેબાયોરિએક્ટર આથો આપનાર, સારી પ્રતિષ્ઠા અને શક્તિ ધરાવતો નિયમિત ઉત્પાદક શોધવો જરૂરી છે, જેથી ઉત્પાદનની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરી શકાય. જિઆંગસુ માઈક બાયોટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડની સ્થાપના 2008 માં કરવામાં આવી હતી, જે જૈવિક આથો સાધનોના સંશોધન અને વિકાસ, ઉત્પાદન અને ઉચ્ચ-તકનીકી સાહસોના વેચાણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. અમારી કંપની પાસે એક પાયલોટ આથો પ્લેટફોર્મ છે, જે બુદ્ધિ અને ઓટોમેશન સાથે સંકલિત છે, અને તેણે એક પરિપક્વ આથો સિસ્ટમ બનાવી છે, જે પાયલોટ આથો પ્રક્રિયાના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને સાકાર કરી શકે છે, પાયલોટ આથો ઉત્પાદનથી લઈને આથો ઉત્પાદન અલગ કરવા અને શુદ્ધિકરણ સુધીની તમામ પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓના વિકાસને કમિશન કરી શકે છે, અને ડૉક્ટર વર્કસ્ટેશન અને આધુનિક પ્રયોગશાળા સ્થાપિત કરી શકે છે.

અમારી કંપની પાસે એક પ્રમાણિત ઉત્પાદન પ્લાન્ટ છે, જેમાં ઇન્સ્ટોલેશન માટે જરૂરી સાધનો અને સાધનોના સંપૂર્ણ સેટ છે, જેમાં મુખ્યત્વે વિવિધ પ્રકારના મશીન ટૂલ્સ, ઓટોમેટિક આર્ગોન આર્ક વેલ્ડીંગ મશીન, ઓટોમેટિક પોલિશિંગ મશીન, ઓટોમેટિક કટીંગ મશીન અને ખામી શોધવાનું મશીન અને અન્ય 60 થી વધુ ઉત્પાદન અને પરીક્ષણ સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયા આધુનિક માનક કામગીરીને સાકાર કરે છે, જેથી ગ્રાહકોને વધુ વ્યાવસાયિક ગુણવત્તા અને તકનીકી સહાય પૂરી પાડી શકાય.