Andreas Trautmann, scienziato R&S, Lonza AG
Claire Baril, scienziata sviluppo USP, Lonza AG
La progettazione degli esperimenti (DOE) è uno strumento di uso frequente e rapido nel campo delle biotecnologie industriali per ottimizzare i parametri dei processi di coltivazione microbica. Lo sviluppo di approcci standard per tali esperimenti ne facilita la trasferibilità ai clienti e la comparabilità tra progetti simili.
In questo caso di studio, mostriamo un approccio generale per l'ottimizzazione dei parametri di processo in bioreattori su piccola scala, inclusa una successiva validazione del modello DOE in scala pre-pilota. Lo strumento software Custom Design di JMP è stato applicato per generare un progetto di superficie di risposta I-ottimale con tre punti centrali. In totale, sono stati scelti quattro fattori continui sulla base di conoscenze empiriche e dati preliminari provenienti da cicli di smaltimento.
Uno degli obiettivi principali degli approcci DoE nelle biotecnologie industriali è aumentare la resa, ad esempio la concentrazione o il titolo, del prodotto finale. Applicando il Custom Design in JMP siamo stati in grado di aumentare significativamente il titolo del prodotto. Il modello generato è stato in grado di prevedere accuratamente la variabile di output all'interno dell'intervallo caratterizzato, nonostante tre delle ventiquattro esecuzioni sperimentali non abbiano avuto successo. Inoltre, gli strumenti di esplorazione dei dati di JMP hanno consentito una rapida valutazione della qualità dei dati e delle correlazioni fattoriali dipendenti dal tempo, contribuendo a migliorare il modello DOE.
