المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ودت طائفة من اهل الكتاب لو يضلونكم}
2024-11-02
الرياح في الوطن العربي
2024-11-02
الرطوبة النسبية في الوطن العربي
2024-11-02
الجبال الالتوائية الحديثة
2024-11-02
الامطار في الوطن العربي
2024-11-02
الاقليم المناخي الموسمي
2024-11-02

أبو صقر القبيصي
2-6-2016
تفسير القرآن للسيد عبد اللّه شبر
23-02-2015
الروايات الفقهيّة من كتاب علي (عليه السلام) / الاستنجاء.
2024-10-22
Nikolai Nikolaevich Luzin
31-5-2017
إزالة النترتة (Denitrification)
2024-01-04
القيود التي ترد على حرية الدولة في تشريع جنسيتها
21-2-2022

Introduction to Downstream Processing  
  
844   11:41 صباحاً   date: 9-1-2021
Author : John M Walker and Ralph Rapley
Book or Source : Molecular Biology and Biotechnology 5th Edition
Page and Part :

Introduction to Downstream Processing


The production of high-value biological products has intensified many times over in the last few decades. Since the original sourcing of natural products from the likes of plants, animals and microbes, the advent of recombinant DNA technology has allowed researchers and industrialists alike the ability to produce almost any biological product that one might desire to a relatively large scale and with consistent reproducibility.
Whether using ‘natural’ sources of biological products (e.g. blood, plants, microorganisms) or recombinant material expressed intracellularly or secreted into culture medium and feedstocks, in almost all cases it is necessary to purify (at least partially) the product of interest from other biological contaminants. This process is termed downstream processing and refers to the recovery of target biological products such as proteins, peptides, DNA and virus particles from other contaminants.
With the growing demand for biological products and increased protein yields from fermentation processes, particularly from mammalian expression systems, downstream bioprocessing has become both a major expense and a bottleneck in the production of biological products at large scale. Indeed, since the 1980s, developments in the use of mammalian cell culture for the expression of high-value therapeutic proteins have seen productivities and yields increase by over 100-fold,1 and this has resulted in pressure on the ability to deliver efficient and cost-efficient downstream processing of these molecules. Although improvements in product yields per unit volume are economically beneficial, unfortunately this does not directly correlate with downstream processing. In most cases, where chromatography is central to downstream processing, it is the total mass of the product that determines the amount of chromatography resin required and therefore cost.Currently it is estimated that industrial downstream bioprocessing of biopharmaceuticals constitutes over 40%of the manufacturing cost, and this is sure to rise as yields are further increased. The design of downstream processing systems on an industrial scale must therefore be carefully undertaken and optimised, although this is not necessarily as crucial for academic or small-scale industrial laboratory-based processes.
Traditionally, downstream processing has been, and continues to be, heavily reliant upon adsorptive chromatographic procedures, although high-performance liquid chromatography (HPLC) and size-exclusion chromatography (SEC) also play key roles. The actual approach andseries of st eps undertaken during the downstream processing for any given biomolecule are determined by a number of factors, including the nature of the molecule, the source and how the material is presented for processing. Further, on an industrial scale, the number of steps involved, recoveries, requirements and cost of the process as a whole must be carefully considered before designing the approach to be taken. Hence the selection of all unit operations to be utilised throughout a processing workflow must be assessed before designing and undertaking any system.
The variables involved in such systems and the interactions between these have recently been investigated using two case studies. We note that throughout the work process it is necessary to monitor continually the integrity and authenticity of the molecule of interest using an array of analytical technologies, and this must be integrated into the workflow.
Here we restrict ourselves to the purification of proteins from in vitro cultured expression systems (e.g. E. coli, mammalian cells) to illustrate the typical workflow and processes involved in downstream bioprocessing.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.