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Prima PRO プロセス質量分析計 バイオテクノロジー

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質量分析のスピードを バイオテクノロジープロセス最適化に

【Prima PRO プロセス質量分析計】
広い用途、高い信頼性、簡単なメンテナンス用途の広いPrima PRO プロセス質量分析計により、多くのバイオテクノロジープロセスが最適化できるようになり、生産量が増すだけでなく生産物の品質も全体的に向上します。研究段階からパイロット生産を経てフル稼働の生産まで、どの段階のスケールアッププロセスも容易になり、以下のような複雑な製造に伴うリスクも最小限に抑えます。

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ドキュメント名 Prima PRO プロセス質量分析計 バイオテクノロジー
ドキュメント種別 製品カタログ
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E P M プロセス質量分析計 バイオテクノロジー 質量分析のスピードを バイオテクノロジープロセス最適化に
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質量分析のスピードでプロセスを最適化 世界中の設置現場で実証済みのテクノロジー オンラインプロセス分析テクノロジー(PAT)は、近年、バイオテ 報が得られるよう設計されたPATツールです。設計からフル稼働生 クノロジー産業で特に注目を集めている領域です。発酵学の分野 産まで、この次世代ガス分析装置によりバイオテクノロジープロセ では1980年代初頭から Thermo ScientificTM プロセス質量分析 スの多くが簡便になり、以下の作業も簡単に行うことができます。 計が使用され、発酵槽やバイオリアクターへ出入りするガス流の • 接種の前に汚染を素早く確認 組成が正確にモニタリングされてきました。これらの正確な測定 • シードタンクからの接種材料の輸送を最適化 値に基づいて、想定される汚染のプレスクリーニングが可能であ • 代謝活動のモニタリング ると同時に、培養物の呼吸や栄養分の効用に関する情報をリアル • 状態方程式に入力することで、下記の値をタイムリーに推定   タイムに得ることができます。業界内におけるプロセスのさらな  ( サンプル注入の停止は不要) る効率化を目指して、さらに進化したガス分析テクノロジープラッ – 生存細胞量 トホームを発売しました。新しく登場した Thermo Scientific Prima – グルコース消費率 PRO プロセス質量分析計では、フォールトトレラント動作を実現 – 基質濃度 する最新設計技術を採用し、厳しい生産環境でクローズドループ – アルコール生成率 コントロールを確実に行うことができます。 – 生産の阻害 • ニューラルネットワークとハイブリッドモデルのトレーニング用 Prima PROプロセス質量分析計 データをご提供 次世代の幕開け • 環境規準適合のために除去する必要のある種を同定・定量 Prima PRO プロセス質量分析計は、30年以上にわたるガス分析 • kLa 変動のモニタリングによる、以下の制御 での成果を踏まえ、どのプロセス段階においても極めて有用な情 – 撹拌RPM – スパージ流量 – スパージ酸素濃度 • 溶解酸素プローブ内の変動を検出し定量 • 以下の代謝指標のモニタリング – メタノール – エタノール – アセトン – アンモニア • 特定の代謝を示す可能性のある新しい分子種を同定 中でも特筆すべきは、Prima PRO プロセス質量分析計は、無菌 状態を損なわずに上記のプロセスをすべて実行可能であることで す。最大60個の発酵槽とバイオリアクターを一つの分析装置でモ ニタリングできるため、生産性が飛躍的に向上する一方、メンテ ナンス費用が抑えられます。 新しいモデルにより投資収益率が向上 • 高速オンラインガス分析(1ポイントにつき1 ~ 20秒)により、プ ロセス動態を正確に追跡 • 包括的であり、高度プロセス制御(APC)モデルのための大量の データをご提供 • 30 ~ 90日間隔のキャリブレーション(自動)による安定動作 • 信頼性が高くフォールトトレラントな設計により99.7%を超える稼 働率を達成 • 広いシェルターを必要とせず、狭い場所に設置可能で、通常の 設備の空調で十分に使用可能 • メンテナンス要件が最小限なので稼動コストが低減 2
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動作原理 い四重極に比べ、Prima PRO プロセス質量分析計のフォールトト レラントな性質がさらに高まります。また、システムのエネルギー Prima PRO プロセス質量分析計は、強力で柔軟性の高い走査磁 が高いため、低エネルギーの四重極より素早くイオン化領域から 場型質量分析計を基盤とした、高性能ガス分析装置です。プラット 抽出することが可能です。その結果、イオン分子の干渉が減り、 ホームは、最小限のメンテナンスを行うだけで優れた分析性能を高 直線性が向上します。相対的に0.01%の長期再現性を容易に達成 い信頼性で発揮するよう設計されています。 することができます。 質量分析計は、中性のガス分子サンプルをイオン化し、それによっ て生じた荷電粒子成分を分子の重さに基づいて分離します。市販 多流路の注入口 されているガス分析質量分析計のほとんどは、熱フィラメントで生 成した電子ビームをガスサンプルに衝突させてイオン化します。衝 ほとんどのPrima PRO プロセス質量分析計は高速多流路サンプ 突を避けるため、多様なイオンを真空中で分離します。 ラー(RMS)が搭載されています。このサンプラーは信頼性の高い 装置であり、分析装置に送るサンプルの質を損なわずに、サンプ 図 アナライザー部 ̶ 動作原理とピークのプロファイル ルの流路を切り替えます。RMSの強固な信頼性は、メンテナンス 1: をほとんど、またはまったく必要とせず、何年にもわたり、1年に 600万回流路を切り替えられることが証明されていることからも明 イオン強度 らかです。実際に、1台のPrima PRO プロセス質量分析計で最大 32 44 60個の発酵槽やバイオリアクターのモニタリングが可能です。ス サンプルガス 積層磁心 テッピングモーター駆動のRMSは、一つのサンプル流路を質量分 注入口 (1 mbar) 析計に振り向けると同時に、各流路の流量を順に記録します。さら コールドカソード 真空ゲージ にRMSは、+120 °C(+248 °F)まで加熱することも可能であり、 メタノール、エタノール、アンモニアのような極性種に素早く反応 するよう設計されています。 真空 図2:ポ ートが64個ある高速多流路サンプラー搭載の分析装置アセン チャンバー ブリー。メンテナンスをほとんど、またはまったく必要とせず、 四重極 年に600万回流路の切り替えが可能 レンズ イオン源 検出偏向器 ターボドラッグポンプ ファラデー検出器 S.E.M.検出器 Prima PRO プロセス質量分析計では、イオン分離技術として走査 式扇型磁場を採用し、可変磁場によりイオンの進路を制御します。 一台の検出器に検出したいイオンが連続して集められるため、分析 装置でガスサンプル全体を走査して、既知成分の正確な定量と、 未知成分の同定を行うことができます。検出器のアセンブリーは、 ファラデー検出器と二次電子増倍管(SEM)検出器を組み合わせて あります。ファラデー検出器は、%およびppmレベルの高濃度の ガスを測定し、二次電子増倍管は、ppmおよびppbレベルの低濃 度のガスを分析します。 扇型磁場を走査して得た出力信号は、頂上が平らな連続ピーク波 形となります。振幅は、質量別のイオン数に比例します。Prima PRO プロセス質量分析計は、完全に左右対称なピークが容易に得 られます。各ピークの振幅が安定しており、ターゲットが大きいた め、質量のピークジャンプが正確でなくても、強度を正確に測定 できます。Prima PRO プロセス質量分析計の扇型磁場は、質量 の位置における比較的大きな誤差が振幅測定で大きな誤差につな がらないため、本質的にフォールトトレラントです。さらに、扇型磁 場の高エネルギーイオンビーム(通常1 kV)は、避けることのでき ない局所表面電荷や汚染のため生じる絶縁層によって、容易に偏 向することがありません。このため、イオンエネルギーが非常に低 3
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数日で採算が取れるガスアナライザー 工業的発酵および細胞培養 発酵は、各産業において重要な用途で数多く使用されています。厳密に言うと、発酵 とは嫌気性プロセスを意味します。一般的に工業的発酵とは、高酸素下の増殖培地 で、生きた細胞を用いて有機物を分解し他の物質に作り変える操作です。微生物発 酵とは、極端な環境下でも生存可能な細菌、バクテリア、菌類、原生動物を対象とし ます。一般的に細胞培養は、植物、昆虫、哺乳動物のような高位の細胞を対象としま す。微生物発酵と細胞培養を区別することは、プロセス制御の観点から重要です。プ ロセスを変えるには温度、pH、撹拌とエアレーションによる剪断力を厳密に制御する 必要がありますが、細菌は頑丈なので哺乳類細胞ほど防護の必要がありません。細 胞培養制御では、溶解した二酸化炭素の管理も重要です。高度なガス分析テクノロ ジーを基盤とするPrima PRO プロセス質量分析計は、リアルタイムに情報を入手で きるため、工業的発酵および細胞培養のプロセスを厳密に制御できます。 Prima PRO プロセス質量分析計 広い用途、高い信頼性、簡単なメンテナンス 用途の広いPrima PRO プロセス質量分析計により、多くのバイオテクノロジープロ セスが最適化できるようになり、生産量が増すだけでなく生産物の品質も全体的に向 上します。研究段階からパイロット生産を経てフル稼働の生産まで、どの段階のス ケールアッププロセスも容易になり、以下のような複雑な製造に伴うリスクも最小限 に抑えます。 • バイオエネルギー • 工業用酵素 • バイオマテリアル • バイオマス • 食品添加物 • ビタミン • 医薬品  – 予防薬  – ワクチン  – 成長因子  – モノクローナル抗体  – ホルモン  – 融合タンパク質  – サイトカイン  – 抗生物質  – インスリン  – 血栓溶解薬 このプロセス質量分析計は、使いやすさを考慮して設計されており、メンテナンスも最 小限であるため、生産性と採算性の向上に役立ちます。
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シンプルなバイオリアクターの制御 従来の低分子合成に比べ、生物学的プロセスは非常に複雑です。 ベルを下回った場合は、酸素弁を短時間開けて酸素を追加するこ 一つの細胞には、1秒に何千という化学反応を起こす能力がある とができます。哺乳類細胞の培養でも、同様の方法で溶解二酸 反面、ターゲット分子にたった一つの反応しか起きないこともよく 化炭素(DCO2)を制御します。統計的プロセス制御(SPC)ツール あります。反応の進行具合は多くの要因で決まります。例を挙げ を使用し、ラボの分析により得られたデータを手動で入力し、適 ると、温度、栄養分の効用、廃棄産物の累積量、使用可能な酸 切な工程にプロセスが従っているかどうかを判断します。この 素量、反応を促進する酵素の濃度、タンパク質の原料となるアミ データは、採取に適したタイミングを決める際にも使用します。 ノ酸の基本成分などがあります。単純な発酵槽を用いて、滅菌し このような環境下では、バッチ間変動が非常に大きくなる可能性 てから増殖培地を充填し培養液に細胞を接種します。スパージガ があり、桁違いの誤差が生じることも珍しくありません。医薬品 ス流量とインペラーの回転数を相互に安定した状態に保ち、培地 では、回収された医薬品有効成分(API)が一定の品質基準を下回 全体に十分な酸素を供給します。細胞の増殖が始まった後は、冷 る場合、バッチ全体を廃棄しなければなりません。信頼性の高い 却水で余分な熱を取り除き、酸性試薬と塩基性試薬でpHを調整 オンラインPATを装備したPrima PRO プロセス質量分析計は、 します。溶解酸素(DO2)を経時的にモニタリングし、手動分析に 生産物の品質や収益性の大きな改善に役立ちます。 よって細胞の密度と基質の組成を評価します。DO2が事前設定レ 図3:シンプルなバイオリアクター制御 撹拌 酸性試薬 塩基性試薬 界面活性剤 炭酸ナトリウム ヒューマン マシン グルコース インターフェース (HMI) L-グルタミン 血清 DO2 細胞 DCO2 ホストPC ジャケット冷却 pH ジャケットの温度 FC プログラム 可能 コントローラー FC フローコントローラー CO2 O2 空気 5
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バッチの進行をリアルタイムに追跡 プロセスの変数 図5:オートクレーブ対応ベンチトップ発酵槽 生物学的生産に用いるバクテリアのほとんどの成長と分裂には、 水、炭素、窒素、エネルギー源を必要とします。前述のように、 適切な温度、pH、ガスも必要とします。栄養分は、複合増殖培 地に多くの天然物を含有させて供給します(図4)。天然物がバッ チ間で変動して問題が生じる場合は、プロセスに合わせて培地を 化学的に規定することもできます。どちらのタイプの培地も、最 適な濃度の栄養分を供給することにより、短時間で対数増殖が進 行し、目標とする細胞密度に達するよう設計されています。この 時点で、生産物形成を促進する二次炭素源が細胞によって消費さ れるようにするには、一次炭素源がすべてなくなっている必要が あります。特定の代謝経路を阻害、または誘導する成分を追加す ることで、生産物が最大限に形成されるようにすると同時に、毒 性のある副産物の蓄積を最小限に抑えることができます。 図4:増殖培地の成分 水 増殖培地 グルコース プロセスのスケールアップ スクロース 標準的なプロセス開発シナリオでは、容量が1 ~ 10 Lのベンチ 炭素源 ラクトース トップバイオリアクター、または発酵槽を複数使用します。さまざ ま配合の培養液を別々の細胞系に組み合わせ、最も堅牢で有効 脂肪 な組み合わせを決定します。最も有望な組み合わせを選択したの 炭化水素 ち、プロセスを200 Lスケール(パイロットスケール)に引き上げ、 使用可能な制御変数の許容範囲と有効性を十分にテストします。 硝酸 コーンスティープリカー pH、温度、撹拌 RPM、DO2、DCO2 のほかに、以下の変数が 窒素源 タンパク質 大豆粉 使用可能です。 アンモニア 魚粉 • 栄養分の供給量 • 背圧 イースト • オーバーレイガスの組成 牛肉抽出物 • スパージの組成および流量 成長因子 小麦麦芽粉 Prima PRO プロセス質量分析計 チアミン リアルタイムのモニタリングと制御 消泡剤 栄養分の供給とガスの組成をリアルタイムに制御するには、培養 液の化学反応、またはリアクターの排ガス組成をリアルタイムに 微量元素 モニタリングする必要があります。モニタリングに続き、モデル 炭酸カルシウム ベースの高度プロセス制御技術を活用すると、ある出力変数で バッファー リン酸 測定した変化に合わせて、前述の追加可能な制御変数を変える ことができます。液体濃度の測定に適したテクノロジーは、フー 阻害物質 リエ変換近赤外(FT-NIR)分光法です。ガス濃度の測定に最適な 誘導物質 テクノロジーは、扇型磁場採用の質量分析計です。扇型磁場は Prima PRO プロセス質量分析計には欠かせないコンポーネント アミノ酸 であり、分析装置の能力と柔軟性を飛躍的に高めます。
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高度なバイオリアクター 動的なモデリング のハイブリッドモデル、人工ニューラルネットワーク(ANN)など、複 数の高度な方法が新たに登場しています。ANNモデルは本質的 細胞の質量、生産物の濃度(滴定濃度)、基質濃度を求めるのに に、第一原理分析に失敗した場合の穴埋めをします。ANNの構造 もっともよく使われるメソッドは、主に微分方程式を使用します。こ は相互に接続したノードから成る層をベースとするため、脳内 の「状態方程式」は相互依存しているため、初期条件とリアルタイ ニューロン構造に似ており、この名前が付けられています。この ム測定値に基づいて有効な結果を引き出すには、同時に解答を得 ネットワークモデルは、過去の経験に基づいて作動します。大量の る必要があります。初期条件は、基質(一次炭素源)の初期の質量、 トレーニング用データセットを投入した結果として、プロセス変数を 開始時の細胞の質量、培養液の量などです。リアルタイム測定値 一定の範囲内に収めた際の成果が示されます。形式モデルから導 は、酸素吸収率(OUR)、二酸化炭素放出率(CER)、呼吸商(RQ)、 き出すことは非常に難しいと思われるこの関連性を、プロセス制御 測定溶解酸素などです。一般的に、モデルからの出力結果を既知 に用いることができます。Prima PRO プロセス質量分析計は、バ の工程である「ゴールデンバッチ」と比較して、各バッチの進行を追 イオリアクター排ガスの拡張分析が可能であり、ニューラルネット 跡します。ゴールデンバッチは、生産物を最適な状態で形成するた ワークのトレーニングに必要なデータを取得可能です。その他の数 めに理想的なプロファイルです。この方法により、生産が制限され 学モデリング技術には、主成分分析(PCA)、部分最小二乗(PLS) る条件や汚染を素早く特定し、補正することができます。 回帰などがありますが、どちらも大量のデータセットにおけるパ 高度な制御技術 ターンと関係性を探求する数学的手法です。Prima PRO プロセス 質量分析計によりデータの編集が容易になるため、MPCの成功の モデル予測制御(MPC)のための方法として、形式(決定論的)手法 鍵となるコンポーネントです。 図6:Prima PRO プロセス質量分析計で実装可能なモデル予測制御(MPC)を装備した高度なバイオリアクター 複数のスキッド 一つの制御ステーション ヒューマン マシン インター フェース (HMI) Thermo 窒素 分散制御 撹拌 Scientific システム 酸素 Prima (DCS) PRO CO2 酸性試薬 プロセス アルゴン 質量分析計 MeOH 塩基性試薬 MSPC RQ... ハイブリッド 界面活性剤 モデル 炭酸ナトリウム グルコース (PLS、PCA、 L-グルタミン MPC、ANN) グルコース 総タンパク質 FC FT-NIR アンモニア L-グルタミン 細胞密度 血清 DO2 細胞 DCO2 ジャケット冷却 pH ジャケットの温度 FC プログラム可能な コントローラー FC FC FC FC フローコントローラー CO2 O2 空気 7
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汚染を突き止め、生存細胞量を最大化し、大きな利益を実現 高度なバイオリアクターモニタリング 20.99 20.96 20.98 20.95 20.97 20.94 30秒分析で得たデータ 3秒分析で得たデータ 20.96 20.93 20.95 20.92 20.94 20.91 20.93 20.90 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Time(24-hour period) 図7:Prima PRO プロセス質量分析計による酸素安定性のプロット 質量分析計のデータの品質 表 1:Prima PRO プロセス質量分析計による酸素測定の統計 サンプル時間 データポイント %平均 相対 STD 絶対 STD 図7の酸素安定性のプロット、表1の付随統計で示すように、 Prima PRO プロセス質量分析計による測定は非常に正確です。 3秒 9,598 20.949 0.00268 0.01281 濃度が21%の酸素を30秒分析した際の標準偏差は、13 ppmと 30秒 960 20.949 0.00134 0.00642 なっています。このため、発酵槽を乾燥空気でスパージする際に 酸素消費量が50 ppmに満たないことを、Prima PRO プロセス質 表 2:Prima PRO プロセス質量分析計の代表的なデータ 量分析計では容易に検出できます。この測定は、接種前に汚染を 検体 Bio1 スパージ Bio1 排液 確認する際にも非常に有用です。排ガスとスパージガスの組成を 窒素 78.082% 78.081% 比較することにより、呼吸している細菌の存在を検出できます。酸 酸素 20.951% 18.735% 素濃度がわずかに減少し、二酸化炭素のmol %が同等量だけ上昇 アルゴン 0.939% 0.939% している場合は、明らかに細菌汚染だとわかります。 二酸化炭素( ) ガス流の各成分の濃度測定時間は、ソフトウェアで設定可能です。 CO2 0.028% 2.244% このため、速度と精度のバランスを考慮して設定できます。速度 メタノール - 450.010 ppm と精度は、サンプルポイント数と、モニタリングする各プロセスの エタノール - 173.156 ppm 動的な状態に応じて変化します。たとえば窒素、酸素、アルゴン、 酢酸 - 0.001 ppm 二酸化炭素の測定分析時間は通常5秒であり、メタノールやエタ アセトン - 0.000 ppm ノールはさらに3秒必要です。洗浄にさらに5秒かかるため、1回の 硫化水素(H2S) - 17.429 ppm 流入に対する分析時間は合計で10秒必要です(メタノールやエタ 酸素呼吸率(OUR) - 2.216 ノールを含む場合は13秒)。微生物発酵はプロセスの進行が哺乳 二酸化炭素放出率(CER) - 2.216 類細胞培養より緩徐であるため、バイオリアクターをより精密にモ 呼吸商(RQ) - 1.000 8 ニタリングできますが、発酵槽ほど頻度は多くはありません。 サンプルフロー 250.713 mL 180.655 mL 3-Second Analysis 30-Second Analysis
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酸素吸収率(OUR) Prima PRO プロセス質量分析計で測定したスパージガスとリアク 明した時点ですぐに補正することができます。この場合、グルタ ター排ガスの酸素濃度は、プロセス制御コンピューターに送信され ミンの欠乏が原因でした。 ます。このデータにフローの測定値とバッチ量を組み合わせ、培養 における酸素吸収量を計算します。 酸素量輸送率(kLa)を求める公式 酸素吸収率(OUR)を求める公式 OUR kLa = effluent flow DO2 @ equilibrium – DO2 measured sparge flow x (sparge O2 – ) OUR = effluent O2 liquid volume 上の式は、気相酸素の溶媒液による輸送効率を表します。輸送効 率は、撹拌器とスパージャーの設計にとって重要なパラメーターで 通常、シードタンクの生存細胞密度を求めるにはOURのリアルタ あり、RPMとスパージの流量を発酵の進行に応じて設定する際に イムな計算結果を使用します。それにより接種の適切なタイミン も重要なパラメーターとなります。質量分析計が使用できない場 グを決めることができます。 合は、動的な方法を使用します。その方法では酸素レベルは大き 図8に、Prima PRO プロセス質量分析計を使用し、OURをオンラ く変動し、溶解酸素はDO2プローブでモニタリングします。Prima インでモニタリングした値を示します。一見すると、黄色のライン PRO プロセス質量分析計を使用すると、OURを測定することで は単純に細胞密度を表し、バッチは正常に進行しているように思わ kLa を連続して推定することができます。酸素の輸送量は、培養 れます。増加率に小さな変化があることを除き、数は順調に増え 液の粘度が変化すると変わります。パイロットスケールに移行する ているように見えます。しかし、残念なことに、70時間経過した時 には、この関係を念頭に置く必要があります。kLaが動的に変化す 点で細胞死亡率が増加したため、細胞生存率が大きく落ち込んで ることを理解すれば、通常の工程からの偏差を用いてDO2プロー います。死んだ細胞は不用なだけです。細胞生存率は状態変数で ブの偏りを検出し、補正することができます。Prima PRO プロセ あり、OURを入力する必要があります(死んだ細胞は呼吸しない)。 ス質量分析計では、kLaの変化をモニタリングすることにより、撹 Prima PRO プロセス質量分析計でOURをプロットすることで、生 拌 RPM、スパージ流量、スパージ酸素濃度を簡単に制御するこ 産が制限される条件の開始点がはっきりと分かるため、原因が判 とができます。 図8:Prima PRO プロセス質量分析計で作成した10 Lのハイブリドーマのプロット 30 100 25 90 25 80 20 生存率(%) OUR(酸素吸収率) 70 20 生存細胞 総細胞 60 15 15 50 40 10 10 30 20 5 5 10 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 9 経過時間(時間) 細胞(x 100,000 mL-1) 細胞の生存率(%) 酸素吸収率 (mg O2 L-1h-1)
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1台の分析装置で 最大60個の発酵槽とバイオリアクターをモニタリング 二酸化炭素の放出と細胞の呼吸 排ガス分析の計算でもっとも重要な変数は、呼吸商(RQ)です。 分圧は、水蒸気で飽和した結果、バイオリアクターの排ガスが希 呼吸商は、発酵と細胞培養のどちらにも存在する異なる2種類の 釈されると変動しますが、窒素とアルゴンの含有比率により補正 活動(成長と維持)を表す関数です。RQは、二酸化炭素放出率 されます。たとえば、成長期のエネルギー生産によってグルコー (CER)をOURで割ったものと定義されます。Prima PRO プロセ スが酸化する過程では、RQが1となります。 ス質量分析計ではRQを適時に推定し、RQを用いてその時点の 代謝活動を判断して、グルコース消費率(GFR)など一部の変数 (CH2O)n + nO2 => nCO2 + nH2O + Energy (in the form of ATP) のクローズドループコントロールを行うことができます。窒素ガス を固定しない発酵の場合は、以下の方程式を適用します。 また、ステアリン酸が酸化する過程では、RQが0.7となります。 通常、ステアリン酸は、真菌発酵の産生期のエネルギー源です。 窒素ガスを固定しない発酵におけるRQ この数字は、18個のCO2分子を26個のO2で割った結果です。 sparge N (effluent CO2 x 2 ) – sparge CO effluent N 2 2 RQ = C18H36O2 + 26O2 => 18CO2 + 18H2O + Energy sparge N sparge O2 – (e ffluent O x 2 2 ) effluent N2 図9では、発酵開始後50時間で基質がすべてなくなり、炭素脂肪 酸源による代謝に切り替わったことがはっきりと分かります。OUR 窒素ガスを固定する発酵におけるRQ により生存細胞密度が十分であることが分かれば、発酵を進める sparge Ar (effluent CO2 x ) – sparge CO effluent Ar 2 ことができます。十分でない場合は、グルコースの自動追加を始 RQ = めて成長期を延ばすことができます。図10は、Prima PRO プロ sparge Ar sparge O2 – (e ffluent O2 x ) セス質量分析計で得られたRQの推定値に基づいて、フィードバッ effluent Ar チ発酵中の生存細胞密度が最大になるように、グルコースの追加 を開始した結果をプロットしたものです。 図10:Prima PRO プロセス質量分析計で作成した、 図9:200 Lの真菌発酵のRQプロット 200 Lのフィードバッチ発酵のRQプロット 1.2 1.4 1.0 1.2 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 経過時間(時間) 経過時間(時間) 生産物開発のあらゆる段階で価値を創造 バイオテクノロジーの製造プロセスは必然的に複雑であり、最適な方法で最終生産物を生み出 すには高度な装置を必要とします。利益の拡大には、製造プロセスでのリスクを低減すること が鍵となります。Prima PRO プロセス質量分析計は、プロセス動態を確実に追跡するのに必 要なスピードと精度を備えているため、適時に修正を加えることができます。研究開発から最 終生産物の完成まで、Prima PRO プロセス質量分析計は、生産物をいち早く市場に投入し、 生産量を増やし、利益を拡大して投資の短期間回収に役立ちます。 RQ(呼吸商) RQ(呼吸商)
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Ⓒ2014 Therm o FisherS cientific Inc.無断複写・転載を禁じます。 ここに記載されている会社名、製品名は各社の商標、登録商標です。 ここに記載されている内容は、予告なく変更することがあります。 ここに記載されている製品は研究用機器であり、医療機器ではありません。 八洲貿易株式会社  E1409 www.ybk.co.jp 本社 東京都港区赤坂 3-9-1 岡山 倉敷市東塚 6-7-31 TEL 03-3588-6456  FAX 03-3588-6312 TEL 086-455-7010  FAX 086-455-7094 名古屋  名古屋市千種区千種 1-15-1 ルミナスセンタービル2階 坂出 坂出市駒止町 1-1-11 JA香川県坂出市支店ビル3階 TEL 052-732-1611  FAX 052-732-1650 TEL 0877-46-8816  FAX 0877-46-5573 四日市 四日市市中里町 21-3 北九州 北九州市八幡西区曲里町 2-1 黒崎テクノプラザビルI5階 TEL 059-347-1371  FAX 059-345-2250 TEL 093-644-2660  FAX 093-644-2661 大阪 大阪市北区本庄東 2-1-4 三友プロトビル4階 周南 周南市相生町 1-18 ゴールドヒル相生B TEL 06-6371-8011  FAX 06-6371-8211 TEL 0834-33-2611  FAX 0836-33-2612