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Separação e purificação de proteínas em oficina de engenharia genética



A separação e purificação de proteínas é a tecnologia central da indústria biológica e um elo importante nas oficinas de engenharia genética da indústria farmacêutica; os princípios básicos de separação e purificação de proteínas recombinantes são captura, purificação bruta e purificação. O processo geral de separação e purificação é: Em primeiro lugar, o material biológico é pré...

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Isolamento e purificação de proteínas em oficina de engenharia genética




A separação e purificação de proteínas é a tecnologia central da indústria biológica e um elo importante nas oficinas de engenharia genética da indústria farmacêutica; os princípios básicos de separação e purificação de proteínas recombinantes são captura, purificação bruta e purificação. O processo geral de separação e purificação é: Primeiro pré-processar o material biológico para separar a proteína recombinante das células e, em seguida, selecionar um método apropriado de separação e purificação de acordo com as propriedades da proteína a ser purificada, como o ponto isoelétrico da proteína, solubilidade em diferentes soluções salinas, etc. O método de separação por precipitação pode ser usado para propriedades; a tecnologia de separação por membrana pode ser usada de acordo com o peso molecular da proteína; cromatografia de troca iônica, cromatografia de peneira molecular, camada hidrofóbica pode ser selecionada de acordo com diferença de carga, tamanho molecular, hidrofobicidade e especificidade de afinidade com outras biomoléculas Cromatografia e Cromatografia.




Pré-tratamento de amostras de proteínas, o processo de pré-tratamento geralmente envolve a separação ou enriquecimento de células ou bactérias, e são utilizados os métodos de centrifugação e filtração, o que requer o estado do caldo de fermentação e do caldo de cultura para melhorar a separação sólido-líquido. Velocidade; o pré-tratamento do caldo de fermentação ou caldo de cultura de cepas e células geneticamente modificadas visa reduzir a viscosidade da solução ajustando o PH, aquecimento e outros tratamentos sob a premissa de garantir a estabilidade da atividade biológica da proteína, alterando as propriedades de a solução e tornar o estado mais propício à acção de acompanhamento. Alguns dos produtos expressos por cepas e células geneticamente modificadas podem ser secretados fora das células, mas a maioria deles existe nas células. Somente depois que as células são quebradas é que os produtos nas células podem ser liberados para a fase líquida em sua maior extensão para extração adicional. Os métodos de fragmentação celular incluem método de fragmentação mecânica e método de fragmentação não mecânica; o método de fragmentação não mecânica utiliza principalmente fatores físicos e substâncias bioquímicas para quebrar as células, incluindo principalmente o método de congelamento-descongelamento, método de lise química, método de hidrólise enzimática, etc.; método de fragmentação mecânica Utiliza principalmente a força mecânica das fases líquida e sólida para quebrar as células. O homogeneizado após a fragmentação celular contém uma grande quantidade de detritos celulares, que devem ser separados antes de maior extração e separação. Atualmente, métodos como filtração, centrifugação e extração em fase aquosa são usados ​​principalmente. A Zhongjing Global Purification pode fornecer consultoria, planejamento, projeto, construção, instalação, transformação e outros serviços de apoio para oficinas limpas e oficinas limpas de engenharia genética.




A tecnologia de separação por membrana é uma tecnologia de operação de separação de fluidos representada por membranas de separação de polímeros. Porque a tecnologia de separação por membrana tem muitas vantagens que outras tecnologias de separação não têm: a concentração não requer mudança de fase, o coeficiente de separação é grande, a seletividade de separação é forte e não requer evaporador ou equipamento de refrigeração, baixo custo de investimento e baixo consumo de energia; a tecnologia de separação por membrana tem muitas vantagens e importância e é amplamente utilizada na indústria biológica e alimentícia, engenharia ambiental, indústria farmacêutica e muitos outros aspectos. A tecnologia de separação por membrana utiliza uma membrana semipermeável como camada de barreira seletiva. Há uma certa diferença de energia em ambos os lados da membrana como força motriz, permitindo a passagem de alguns componentes enquanto retém outros componentes na mistura, e a migração de cada cabeça de componente através da membrana. É uma tecnologia que atinge o objetivo de separação com taxas diferenciadas; a membrana é um material com função de separação seletiva, e a separação seletiva da membrana é usada para conseguir a separação, purificação e concentração de diferentes componentes do líquido de alimentação. É diferente da filtração tradicional porque a separação da membrana pode ser realizada na faixa molecular, sendo esse processo um processo físico, que não requer mudança de fase e adição de aditivos. O tamanho dos poros da membrana é geralmente mícron. Membranas de ultrafiltração, membranas de nanofiltração e membranas de osmose reversa; de acordo com os diferentes materiais, podem ser divididos em membranas inorgânicas e membranas orgânicas. As membranas inorgânicas são principalmente membranas cerâmicas e membranas metálicas, que apresentam baixa precisão de filtração e baixa seletividade.
















A ultrafiltração é um processo de membrana entre a microfiltração e a nanofiltração. O tamanho dos poros da membrana está entre 0,05-1000μm. A ultrafiltração é uma tecnologia de separação por membrana que pode purificar, separar e concentrar soluções. A diferença de pressão em ambos os lados da membrana é a força motriz, e a membrana de ultrafiltração é usada como meio filtrante. Sob uma certa pressão, quando a água flui através da superfície da membrana, apenas água e pequenas substâncias moleculares menores que o tamanho dos poros da membrana podem passar para alcançar a purificação da solução, separação e concentração. A microfiltração pertence à filtração de precisão. O princípio básico é o processo de separação por peneira. O escopo de aplicação da membrana de microfiltração é principalmente para interceptar partículas, bactérias e outros poluentes da fase gasosa e da fase líquida, de modo a atingir o objetivo de purificação, separação e concentração. A nanofiltração é uma tecnologia de separação por membrana entre ultrafiltração e osmose reversa. Seu corte de peso molecular está na faixa de 80-1000Da e o tamanho dos poros é de vários nanômetros. Com base na superioridade da tecnologia de separação por nanofiltração, ela é amplamente utilizada na indústria bioquímica, farmacêutica, alimentícia e em muitos outros campos com amplas perspectivas de aplicação.

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A procura por salas limpas, especialmente em indústrias como a farmacêutica, a biotecnologia, a produção de semicondutores e a saúde, registou um aumento significativo. À medida que estes sectores continuam a evoluir, aumenta também a necessidade de aderir a normas rigorosas de controlo de contaminação. 'Salas limpas ISO personalizadas: princípios de design e conformidade regulatória' tem como objetivo esclarecer as complexidades do projeto de salas limpas personalizadas que atendam às regulamentações do setor, garantindo operações seguras e eficientes. Este artigo investiga os princípios de projeto de tais ambientes e enfatiza as regulamentações críticas que os regem, garantindo que você tenha um conhecimento profundo do assunto.



Compreendendo os princípios básicos das salas limpas ISO



As salas limpas ISO são ambientes controlados onde os produtos são fabricados ou onde pesquisas científicas são conduzidas. Esses espaços são projetados para manter baixos níveis de poluentes, como poeira, micróbios transportados pelo ar, partículas de aerossol e vapores químicos. A Organização Internacional de Padronização (ISO) estabelece classificações distintas de salas limpas, sendo a ISO 1 a mais rigorosa e a ISO 9 a menos rigorosa.



O controle da contaminação dentro da sala limpa é fundamental. O princípio fundamental do projeto de salas limpas é fazer fluir ar limpo através do espaço e exaurir o ar contaminado, geralmente usando filtros de ar particulado de alta eficiência (HEPA) ou de ar de penetração ultrabaixa (ULPA). Isto garante que o ar na sala limpa permaneça puro e atenda à classificação ISO necessária para a operação pretendida.



As salas limpas também contam com máquinas e materiais farmacêuticos especializados para reduzir a geração e retenção de partículas. Por exemplo, os procedimentos de vestimenta para o pessoal que entra na sala limpa são meticulosos. Eles incluem o uso de roupas estéreis, luvas, máscaras e, às vezes, até calçados específicos. A arquitetura, incluindo paredes, pisos e tetos, utiliza materiais com superfícies lisas que não liberam partículas e são fáceis de limpar.



Outro aspecto crítico das salas limpas ISO é a pressurização. As salas limpas com pressão positiva são projetadas para manter os contaminantes afastados. Eles são normalmente usados ​​em indústrias como a farmacêutica, onde o ambiente interno deve permanecer não contaminado. Por outro lado, as salas limpas com pressão negativa são utilizadas em cenários onde a contenção de partículas perigosas dentro da sala é crucial, como no tratamento de doenças infecciosas.



Monitoramento contínuo do
sala limpa farmacêutica
ambiente é necessário para garantir que ele atenda aos padrões ISO. Isso envolve o monitoramento em tempo real de fatores como contagem de partículas, fluxo de ar, temperatura e umidade. Qualquer desvio dos parâmetros definidos pode comprometer a pureza do ambiente, tornando as auditorias e manutenções regulares críticas para a conformidade e eficiência operacional.



Projetando Salas Limpas Personalizadas: Princípios e Considerações



Projetar uma sala limpa personalizada começa com uma compreensão completa dos requisitos específicos dos processos que serão conduzidos no espaço. Uma das etapas iniciais envolve a realização de uma avaliação de risco detalhada para identificar fontes potenciais de contaminação e abordá-las através de medidas de projeto.



O layout da sala limpa é essencial. Deve facilitar o fluxo unidirecional de ar, materiais e pessoal para minimizar os riscos de contaminação. Isso geralmente significa projetar zonas distintas para diferentes funções, como vestimentas, produção e embalagem, com protocolos rígidos para movimentação entre essas zonas. O fluxo de materiais e pessoal deve ser planejado para minimizar a contaminação cruzada.



A escolha do material é outra consideração crítica. As superfícies e acabamentos de uma sala limpa não devem apenas atender aos requisitos de esterilidade, mas também ser duráveis ​​o suficiente para resistir à limpeza regular com desinfetantes agressivos. Para pisos, materiais sem costura e não porosos, como revestimentos epóxi, são ideais. Da mesma forma, as paredes e os tetos devem ser construídos com materiais lisos e fáceis de limpar, como aço ou painéis especializados para salas limpas.



Outro aspecto vital do projeto de salas limpas é o sistema HVAC. Deve ser capaz não apenas de fornecer aquecimento, ventilação e ar condicionado adequados, mas também de manter os níveis corretos de pressão, temperatura e umidade do ar. O sistema HVAC deve ser projetado para lidar com cargas variadas e fornecer redundância para garantir operação contínua mesmo no caso de falha de um componente.



A iluminação dentro de uma sala limpa é outro fator que afeta tanto a funcionalidade quanto a conformidade. As salas limpas requerem tipos específicos de iluminação que não emitam partículas ou calor. A iluminação LED é frequentemente preferida devido à sua eficiência energética e baixa emissão de calor. As luminárias também devem ser vedadas para evitar que contaminantes entrem na sala limpa através delas.



A escalabilidade e a flexibilidade futuras devem ser consideradas na fase de design. Os requisitos das indústrias podem evoluir ao longo do tempo; portanto, incorporar elementos de design modular que permitem fácil modificação ou expansão pode economizar custos e tempo de inatividade no longo prazo. Finalmente, a colaboração com especialistas em design de salas limpas e o feedback contínuo dos utilizadores de salas limpas podem fornecer informações valiosas para refinar e melhorar o design.



Conformidade Regulatória: Navegando pelos Padrões



Garantir a conformidade regulatória no projeto e operação de salas limpas é crucial para atender aos padrões da indústria e proteger a saúde e a segurança públicas. Vários regulamentos e diretrizes devem ser respeitados, com agências como a FDA, EMA e ISO impondo requisitos rigorosos sobre o projeto, construção e operação de salas limpas.



As regulamentações da FDA para salas limpas, descritas em diretrizes como as regulamentações atuais de Boas Práticas de Fabricação (CGMP) da Federal Drug Administration (FDA), fornecem uma estrutura para processos de fabricação, embalagem e condições de armazenamento. Estas diretrizes enfatizam a necessidade de um ambiente livre de contaminação, documentação meticulosa e validação dos processos de limpeza e desinfecção.



Da mesma forma, a Agência Europeia de Medicamentos (EMA) fornece directrizes equivalentes para normas de salas limpas no sector europeu, enfatizando a prevenção da contaminação, a gestão de riscos e o cumprimento de níveis específicos de limpeza do ar de acordo com as normas ISO.



A ISO 14644-1 é o padrão principal para classificação de salas limpas, detalhando a contagem máxima permitida de partículas para várias classes ISO. As salas limpas devem ser testadas e certificadas para atender à classificação ISO específica para o uso pretendido. O monitoramento deve ser contínuo para garantir o cumprimento contínuo dos padrões estabelecidos.



Além disso, a ISO 14698 concentra-se no controle da biocontaminação, fornecendo diretrizes para o projeto de salas limpas para limitar a contaminação microbiana. Esta norma aborda o risco de riscos biológicos, enfatizando a importância de monitorar e controlar os níveis microbianos no ambiente de sala limpa.



Alcançar a conformidade não é um evento único, mas requer vigilância contínua. As empresas devem manter registros detalhados de suas operações em salas limpas, incluindo cronogramas de limpeza, registros de manutenção e relatórios de contagem de partículas. Auditorias regulares realizadas por equipes internas e órgãos reguladores externos ajudam a garantir a adesão contínua aos padrões exigidos.



O treinamento da equipe é vital para a conformidade regulatória. O pessoal deve ser treinado sobre os procedimentos corretos para entrar e trabalhar na sala limpa, técnicas adequadas de vestimenta e a importância de manter a esterilidade. Cursos regulares de atualização e avaliações podem ajudar a manter altos padrões de conformidade.



Desafios e soluções em design personalizado



Projetar uma sala limpa personalizada envolve vários desafios que exigem soluções inovadoras para garantir conformidade e funcionalidade. Um desafio significativo é gerir o equilíbrio entre manter um ambiente de controle de contaminação rigoroso e fornecer um espaço de trabalho confortável para o pessoal.



O controle de temperatura e umidade são frequentemente preocupações críticas. Às vezes, as salas limpas podem exigir ambientes extremos para atender a padrões específicos, o que pode não ser confortável para o pessoal que trabalha nelas. Projetos avançados de HVAC que fornecem controle climático localizado ou elementos de design ergonômico, como tapetes antifadiga e estações de trabalho ajustáveis, podem ajudar a enfrentar esses desafios.



Outro desafio é garantir a integridade do ambiente da sala limpa durante a manutenção e substituição de equipamentos. Projetar salas limpas com painéis de serviço de fácil acesso e usar componentes modulares que podem ser trocados sem comprometer o ambiente limpo pode mitigar esses problemas.



O controle da contaminação é um desafio constante. Mesmo com os melhores projetos, erros humanos ou falhas nos materiais podem causar contaminação. A implementação de protocolos rigorosos, formação contínua e sistemas de monitorização robustos ajudam a minimizar este risco.



O custo é um fator significativo no design personalizado de salas limpas. Os custos iniciais de projeto, construção e maquinário farmacêutico podem ser substanciais. No entanto, concentrar-se na eficiência operacional a longo prazo e considerar fatores como eficiência energética, facilidade de manutenção e escalabilidade futura pode proporcionar poupanças de custos ao longo do tempo.



As limitações de espaço nas instalações existentes podem representar um desafio quando é necessária uma nova sala limpa. Nesses casos, salas limpas modulares pré-fabricadas, que podem ser instaladas dentro de estruturas existentes, oferecem uma solução flexível e muitas vezes económica. Essas unidades modulares podem ser projetadas de forma personalizada para caber no espaço disponível e, ao mesmo tempo, atender aos padrões ISO exigidos.



Por último, a integração da tecnologia mais recente apresenta um desafio e uma oportunidade. Os avanços na automação, IoT e monitoramento em tempo real podem aprimorar as operações em salas limpas, mas também exigem planejamento e integração cuidadosos. A colaboração com fornecedores de tecnologia e a atualização com as tendências do setor podem ajudar a superar esse desafio.



O futuro das salas limpas ISO personalizadas



À medida que a tecnologia avança e as indústrias evoluem, o futuro das salas limpas ISO personalizadas promete soluções ainda mais sofisticadas para controle e eficiência de contaminação. As inovações na ciência dos materiais, nos sistemas HVAC e na automação desempenharão um papel fundamental nesta evolução.



Salas limpas inteligentes, equipadas com sensores IoT e sistemas de monitorização avançados, permitirão a monitorização remota e em tempo real dos parâmetros ambientais, garantindo resposta imediata a quaisquer desvios dos padrões estabelecidos. Este nível de automação pode reduzir significativamente o erro humano e aumentar a eficiência operacional geral.



As práticas de design sustentável provavelmente se tornarão mais proeminentes no futuro das salas limpas. A crescente ênfase na eficiência energética e a redução da pegada de carbono impulsionarão a adopção de materiais mais ecológicos, sistemas HVAC energeticamente eficientes e fontes de energia renováveis ​​na concepção e construção de salas limpas.



Os avanços na ciência dos materiais levarão ao desenvolvimento de novas superfícies e revestimentos que não apenas atendam aos padrões de limpeza, mas também ofereçam maior durabilidade e facilidade de manutenção. Esses materiais podem reduzir o tempo de inatividade e a necessidade de manutenção frequente, melhorando a produtividade geral da sala limpa.



A personalização continuará a ser crítica, com uma evolução para soluções de salas limpas ainda mais modulares e adaptáveis. Esta flexibilidade permitirá que as indústrias ajustem rapidamente as suas salas limpas para responder às necessidades em constante mudança, seja aumentando a produção ou integrando novas tecnologias.



Garantir medidas robustas de cibersegurança tornar-se-á cada vez mais crucial à medida que as salas limpas integram sistemas mais digitais e automatizados. Proteger dados operacionais sensíveis e manter a integridade do ambiente de sala limpa contra ameaças cibernéticas será uma consideração fundamental.



Resumindo, o campo de salas limpas ISO personalizadas é dinâmico e está em constante evolução. Garantir a conformidade regulatória e adotar princípios de design inovadores são essenciais para permanecer à frente. Ao focar no controle de contaminação, layout adequado, escolha de materiais e monitoramento contínuo, as indústrias podem criar ambientes de salas limpas seguros e eficientes.



Esta exploração dos princípios e da conformidade regulamentar das salas limpas ISO personalizadas sublinha a complexidade e a importância destes ambientes críticos. Ao planejar ou aprimorar sua sala limpa, considerar esses fatores garantirá que você atenda às demandas atuais e futuras, mantendo os mais altos padrões de operação.



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