Полный цикл получения биомассы: от культивирования E. coli и дрожжей до разрушения клеток на гомогенизаторах высокого давления BIORUS

02.03.2026

Компания BIORUS предлагает комплексные аппаратурные решения, закрывающие обе эти задачи. Линейка лабораторных и пилотных ферментеров для выращивания бактерий E. coli и дрожжей Pichia Pastoris идеально дополняется высокопроизводительными гомогенизаторами высокого давления для надежного разрушения биомассы.

Этап 1: Умное культивирование в ферментерах BIORUS

Выращивание микробных культур требует строгого контроля параметров. Для работы с E. coli и дрожжами BIORUS предлагает лабораторные ферментеры (объемом от 1 до 15 литров) из боросиликатного стекла с крышкой из нержавеющей стали AISI 316L.

Ключевые возможности для бактерий и дрожжей:

• Точный контроль среды: Системы управления на базе контроллеров Siemens с сенсорным экраном позволяют в реальном времени регулировать температуру, pH, уровень растворенного кислорода (pO2) и скорость мешалки (20–1000 об/мин). Это критически важно для аэробных процессов.
• Работа с метанолом (для дрожжей): При культивировании метилотрофных дрожжей, таких как _Pichia Pastoris, ** BIORUS предлагает уникальное решение — датчик контроля метанола. Он позволяет в режиме реального времени отслеживать концентрацию токсичного, но необходимого для индукции экспрессии субстрата и автоматически поддерживать ее в безопасном диапазоне (0,05–1%).
• Мониторинг роста: Возможность интеграции датчиков оптической плотности позволяет наблюдать за кинетикой роста клеток онлайн, без отбора проб, точно определяя моменты начала индукции и окончания ферментации.
• Гибкость процессов: Оборудование поддерживает глубинное, поверхностное культивирование, а также режим хемостата.

Пример реализации: Институт биохимии в Пущино

Яркий пример масштабирования — запуск пилотной линии ферментеров в Пущино. BIORUS смонтировал систему из SIP-стерилизуемых ферментеров объемом 30 и 300 литров. Линия включает автоматическое управление, каскадное регулирование кислорода и стерильные линии передачи, что позволяет гибко наращивать биомассу для дальнейшей переработки.

Этап 2: Эффективное разрушение клеток на гомогенизаторах высокого давления

После того как биомасса наращена, встает задача выделения целевого продукта. И грамположительные бактерии, и особенно дрожжи, обладают прочной клеточной стенкой, которую сложно разрушить мягкими методами. Золотой стандарт для этой задачи — гомогенизаторы высокого давления.

Принцип действия и преимущества:
Суспензия клеток под давлением до 1500–2000 бар продавливается через специальный клапан. Резкий перепад давления, турбулентность, кавитация и сдвиговые усилия мгновенно разрушают клеточные оболочки.

Почему это эффективно для E. coli и дрожжей:

• Высокая степень разрушения: Для бактерий достигается практически 100% разрушение за 2–3 прохода.
• Масштабируемость: BIORUS предлагает как лабораторные гомогенизаторы для отработки режимов и работы с небольшими объемами, так и промышленные решения.
• Охлаждение продукта: Встроенные теплообменники предотвращают перегрев термолабильных белков в процессе разрушения.
• Воспроизводимость результатов: Точная настройка давления обеспечивает одинаковый результат от партии к партии.

Реальные проекты по разрушению клеток

Опыт внедрения гомогенизаторов высокого давления BIORUS подтвержден запросами и запусками в ведущих научных центрах. Оборудование поставляется для задач, требующих эффективного высвобождения внутриклеточных компонентов.

• В сентябре 2023 года успешно запущен лабораторный гомогенизатор в Казани.
• Реализованы проекты по поставке гомогенизаторов для научных организаций в Московской области.

Комплексный подход BIORUS

Соединяя в одной технологической цепочке ферментеры и гомогенизаторы высокого давления, BIORUS обеспечивает бесшовный переход от стадии выращивания культуры к стадии ее разрушения.

1. Выращивание: Получаете концентрированную биомассу E. coli или дрожжей в оптимизированных условиях (с контролем метанола и оптической плотности).
2. Концентрирование (при необходимости): Используете тангенциальную фильтрацию или центрифуги.
3. Разрушение: Подаете суспензию в гомогенизатор, где при высоком давлении высвобождается целевой белок.

Заключение

BIORUS предлагает не просто отдельные единицы оборудования, а готовые технологические решения для биотехнологических процессов. Использование собственных ферментеров с расширенными возможностями мониторинга в паре с мощными гомогенизаторами высокого давления позволяет исследователям и технологам получать максимальный выход целевого продукта из клеток микроорганизмов.

Для подбора конфигурации под ваши задачи — от лабораторного масштаба до пилотного производства — обратитесь к специалистам компании. Переходите в разделы «Ферментеры и биореакторы» и «Гомогенизаторы», чтобы узнать больше.