格物致知 | 罗氏Cedex 生化分析仪助力合成生物学工艺过程监控

聚羟基脂肪酸酯(PHA) 是一类生物可降解的聚合物，由微生物在特定生长条件下合成。PHA被认为是一种有潜力的替代塑料，因为它具有与传统塑料相似的性质，如可塑性、耐热性和拉伸强度，但与之不同的是，PHA可以在自然环境中被微生物降解，降解产物对环境无毒。由于这些优点，PHA已被广泛应用于生物医学、包装、农业和其他领域。

在生物学合成领域，研究人员利用基因工程改造的罗尔斯通氏菌（Ralstonia eutropha），使其具有合成PHA的能力。合成PHA的微生物通常是通过代谢工程和基因调控来提高PHA产量和质量。通过调节微生物的生长条件、优化培养基成分以及调控代谢途径中相关基因的表达，研究人员可以实现对PHA生产的精确控制。借助Cedex Bio HT 高通量生化分析仪可以方便快速对培养过过程中发酵上清液中氨的检测来确定培养物中氮消耗时间，帮助制定合适的发酵策略。

疫苗是预防传染病和保障公众健康的重要工具。合成生物学方法用于设计用于疫苗生产的微生物平台，包括病毒载体、细菌载体和基于酵母的系统。Cedex 分析仪为在发酵和生物工艺优化过程中监测细胞生长、病毒滴度和疫苗抗原表达水平提供了强大的解决方案。

近来，腺病毒载体被广泛用于各种重组疫苗生产，包括埃博拉疫苗、新冠疫苗、狂犬病疫苗和结核疫苗。在重组腺病毒为载体的带状疱疹疫苗的探索研究中，有研究机构尝试通过HEK293 细胞培养生产疫苗的工艺开发，通过模拟灌流工艺和监测和优化工艺参数，成功获得了较高滴毒的重组疫苗产品。开发过程中采用化学成份确定的无血清培养基培养细胞，通过Cedex Bio 生物分析仪监测细胞过程中重要参数，比如上清中葡萄糖、谷氨酸、乳酸、氨和LDH等帮助确定营养底物消耗和代谢产物的产生。

1. Gutschmann B等. Continuous feeding strategy for polyhydroxyalkanoate production from solid waste animal fat at laboratory- and pilot-scale. Microb Biotechnol. 2023 Feb;16(2):295-306. doi: 10.1111/1751-7915.14104. PMID: 35921398.

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3. Voigt CA. Synthetic biology 2020-2030: six commercially-available products that are changing our world. Nat Commun. 2020 Dec 11;11(1):6379. doi: 10.1038/s41467-020-20122-2. PMID: 33311504.