バイオリアクターによる有用物質の生産とその制御

使用生物反应器生产和控制有用物质

• 批准号: 62045014
• 负责人: 軽部 征夫
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Overseas Scientific Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 1988
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62045014/

遺伝子操作菌を用いたペプチドホルモン,リンフォカイン等の生産が世界的に注目されている. これらの有用物質を連続的にかつ効率的に生産するためには,バイオリアクターによる遺伝子操作菌培養の連続モニタリングならびに目的生産物のオンライン計測が必要不可欠である. そこで本研究では研究代表者のもとで開発されたバイオセンサーをバイオリアクターによる遺伝操作菌を用いた有用物質生産のオンラインモニタリングに適用し, 高度にコントロールされたバイオリアクターシステムを構築し効率的なバイオプロセスを設計することを目的とした.まずフィヒター教授のもとでコンピューターで制御された最新のバイオリアクターを用いて酵母の培養とそのモニタリングを試みた. 酵母はタンパク質を細胞外に分泌できることから,遺伝子組換え技術を用いた外来性ペプチド生産を行う際の最も注目されている宿主である. 本リアクターはコンピューターにより通気量,温度,撹拌連度が制御されており,また各種センサーにより溶存酸素,pH,溶存二酸化炭素,気相中の酸素,二酸化炭素濃度が連続モニタリングできる. 特にエタノールは質量分析機を用いて連続的に測定できる. しかし酵母の培養過程で最も重要視されているグルコース濃度はバイオセンサーを用いない限り測定できないことがわかった. また質量分析機によりエタノール測定は大変複雑で高価であるため,簡易でしかも安価なバイオセンサーによる測定の方がすぐれていることがわかった. また,組み換え菌培養においてはリアクター内の菌体量は重要な因子であり,これを測定するセンサーも開発が急務であることが明らかとなった.一方,東工大において開発されたグルコース測定用のバイオセンサーをバイオリアクターのモニタリングに用いるためには,無菌サンプリングシステム,自動校正機能,自動希釈機能が本センサーに必要であることがわかった. 特に,無菌サンプリングシステムではセラミックフィルターを用いることが有効であると考えられた.さらにリンフォカイン測定のためのバイオセンサーシステムの開発も行った. 本年度は,インターロイキンII(ILII)測定用センサーに用いるILIIレセプターの定量をバイオイメージセンサーを用いて行えることを確認した. 今後,定量化されたILIIレセプターを用いるILII測定用バイオイメージセンサーが開発できることがわかった.

Heritage 伝 を sub operations bacteria with い た ペ プ チ ド ホ ル モ ン, リ ン フ ォ カ イ ン の production が に attention in the world, such as さ れ て い る. こ れ ら の useful substances を even 続 に か つ sharper rate に production す る た め に は, バ イ オ リ ア ク タ ー に よ る heritage 伝 sub operations were cultured の even 続 モ ニ タ リ ン グ な ら び に purpose produce の オ ン ラ イ ン measuring が need not owe で あ る. そ こ で this study で は research representatives の も と で open 発 さ れ た バ イ オ セ ン サ ー を バ イ オ リ ア ク タ ー に よ る heritage 伝 bacteria を operation with い た useful material production の オ ン ラ イ ン モ ニ タ リ ン グ に applicable し, Highly に コ ン ト ロ ー ル さ れ た バ イ オ リ ア ク タ ー シ ス テ ム を build し sharper rate な バ イ オ プ ロ セ ス を design す る こ と を purpose と し た. ま ず フ ィ ヒ タ ー professor の も と で コ ン ピ ュ ー タ ー で suppression さ れ た latest の バ イ オ リ ア ク タ ー を with い の て yeast cultivation と そ の モ ニ タ リ ン グ を try み た. Yeast は タ ン パ ク qualitative を secretion of extracellular に で き る こ と か ら, heritage 伝 subgroups in を え technology with い た foreignness ペ プ チ ド production line を う interstate の favorite も さ れ て い る host で あ る. This リ ア ク タ ー は コ ン ピ ュ ー タ ー に よ り 気 quantity, temperature, 撹 mix even degrees が suppression さ れ て お り, ま た various セ ン サ ー に よ り soluble deposit acid, pH, soluble deposit two acidification carbon, 気 phase の acid, 2 acidification carbon concentration が even 続 モ ニ タ リ ン グ で き る. Trevor に エ タ ノ ー ル は quality analysis machine を with い て even 続 に determination で き る. し か の し yeast culture で も most important visual さ れ て い る グ ル コ ー ス concentration は バ イ オ セ ン サ ー を with い な い り determination limit で き な い こ と が わ か っ た. ま た quality analysis machine に よ り エ タ ノ ー ル determination は large variations after 雑 で high 価 で あ る た め, simple で し か も Ann 価 な バ イ オ セ ン サ ー に よ る determination の party が す ぐ れ て い る こ と が わ か っ た. ま た, group み え culture に お い て は リ ア ク タ ー の bacteria within the body は important factor な で あ り, こ れ を determination す る セ ン サ ー も open 発 が because で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. Side, large DongGong に お い て open 発 さ れ た グ ル コ ー ス determination with の バ イ オ セ ン サ ー を バ イ オ リ ア ク タ ー の モ ニ タ リ ン グ に with い る た め に は, sterile サ ン プ リ ン グ シ ス テ ム, automatic correction function, automatically when 釈 function が this セ ン サ ー に necessary で あ る こ と が わ か っ た. に, sterile サ ン プ リ ン グ シ ス テ ム で は セ ラ ミ ッ ク フ ィ ル タ ー を with い る こ と が have sharper で あ る と exam え ら れ た. さ ら に リ ン フ ォ カ イ ン determination の た め の バ イ オ セ ン サ ー シ ス テ ム の open 発 も line っ た. This year は イ ン タ ー ロ イ キ ン II (ILII) with セ ン サ ー に with い る ILII レ セ プ タ ー の quantitative を バ イ オ イ メ ー ジ セ ン サ ー を with い て line え る こ と を confirm し た. In the future, quantitative さ れ た ILII レ セ プ タ ー を with い る ILII determination with バ イ オ イ メ ー ジ セ ン サ ー が open 発 で き る こ と が わ か っ た.

项目成果

Image Sensor System for Cancer Cell Detection Proc.Biotech 87. (1987)

用于癌细胞检测的图像传感器系统 Proc.Biotech 87. (1987)

Biosensors for Environmental Control Pure and Appl.Chem.,. 59. (1987)

用于环境控制的生物传感器纯和应用化学。

Enzyme sensor for Clinical Process and Environmental Analysis Biotechnology. 7a(VCH Verlag). (1987)

用于临床过程和环境分析生物技术的酶传感器。

"Microorganisms Based Sensors(BiosensorsーFundamental and Application)" Oxford Univ.Press, (1987)

“基于微生物的传感器（生物传感器 - 基础和应用）”牛津大学出版社，（1987 年）

"Bioーimagingーsensor For Cancer Cell Detection Biosensor International Workshop 1987" VCH Verlag, (1987)

“用于癌细胞检测的生物成像传感器生物传感器国际研讨会 1987”VCH Verlag，（1987）