Introduccion a las bioseparaciones 1 — Transcript
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- 0:00aquí comienza entonces el curso de
- 0:02procesos de separación o de separaciones
- 0:07y vamos a establecer primero que son los
- 0:11productos de separación donde están
- 0:12insertados dentro del proceso
- 0:15biotecnológico
- 0:18aquí está representado
- 0:22dos las dos partes de nuestra / todo
- 0:25bien proceso
- 0:27biotecnológico la parte esa de aquí
- 0:29arriba que tiene que ver con la vida
- 0:31reacción
- 0:34y esta generación del inóculo de la
- 0:38preparación del medio de esterilización
- 0:41luego ya seguirían en shewan ya que
- 0:44siguen el inóculo pues él se utiliza
- 0:47para inocular el el rector para hacer la
- 0:49producción a una escala mayor
- 0:52la optimización del medio de todo lo que
- 0:55tiene que ver con la bio reacción pues
- 0:57está incluida en esta etapa que
- 0:59ingeniero se le llama bio reacción
- 1:02una vez que se genere el producto de
- 1:03interés por el metabolismo de los mismos
- 1:07que se están cultivando ya sea producto
- 1:10primario o secundario
- 1:13se tiene que purificar como saben el
- 1:16biorreactor para que crezca el organismo
- 1:17pues hay que probarle de fuente de
- 1:19carbono fuente de nitrógeno y minerales
- 1:24entonces se tiene que hacer para que
- 1:26crezcan y produzca el producto en atrás
- 1:28la situación es que entonces el producto
- 1:30de interés pues está está disuelto o
- 1:34generado dentro de un mar de productos
- 1:36que genera la célula también
- 1:38es preciso entonces en la mayoría de los
- 1:41bio procesos se tiene que purificar ese
- 1:43producto de interés no entonces la
- 1:45mayoría sí
- 1:48y es ahí donde entra la bio separación
- 1:50que sería la parte inferior
- 1:53la vida separación que esencialmente es
- 1:57la purificación
- 2:01del producto de interés
- 2:05es como que en la parte de arriba se le
- 2:08llama upstream por estar arriba del bien
- 2:11proceso
- 2:15entonces todo el curso tiene que ver
- 2:17entonces con esta parte de acá abajo la
- 2:21parte de vía reacción se supone que
- 2:22ellas son expertos de ayudar a un curso
- 2:24de cinética y de diseño de biorreactores
- 2:27tengo mis dudas pero es bueno que ellas
- 2:29son expertos
- 2:31en este curso aprender entonces la
- 2:33segunda parte la vio separación
- 2:37y como ven pues hay dos hay dos rutas
- 2:40aquí
- 2:42aquí trazadas una vez que cae o termina
- 2:45la bio reacción el producto tiene se
- 2:49tienen dos opciones que el producto sea
- 2:51intracelular o que el producto sea
- 2:54extracelular y entonces seguiremos esta
- 2:56ruta
- 2:58si el producto es este de acá es
- 3:00extracelular
- 3:02el primer paso de purificación puede
- 3:05separar las células el material celular
- 3:07y queda no nada más con el líquido donde
- 3:09está disuelto el producto de interés
- 3:11pero como dije se ha disuelto con otras
- 3:13cosas y se sigue entonces haciendo la
- 3:17purificación que seguiremos pues esta
- 3:18ruta donde hacemos la purificación como
- 3:21tal y la presentación final
- 3:24del producto como lo veíamos antes
- 3:27y por otro lado el producto entre
- 3:28celular se queda de lo produce la célula
- 3:30pero no lo excreta se queda dentro de
- 3:33ella y entonces es preciso romper o
- 3:37fracturar a la célula y entonces el
- 3:39primer por eso que aparece el primer
- 3:40paso este de rompimiento a células y
- 3:43luego ya que rompes pues remueves esos
- 3:46desechos celulares y ya continúas llegas
- 3:49al otro punto este de purificación como
- 3:52tal
- 3:53entonces
- 3:55ahí está en dónde está el curso
- 4:01donde estaba situado pues nuestro curso
- 4:04porque porque se necesitan desarrollar
- 4:07bien separaciones
- 4:10mucho del curso van a ver que está
- 4:12centrado en proteínas recombinantes que
- 4:14es una parte primordial en su
- 4:16preparación en la carrera ingeniería de
- 4:18bioprocesos muchas de las cosas van a
- 4:22estar centradas en proteínas en
- 4:24purificación de proteínas que pueden ser
- 4:26la tierra recombinantes pero estos
- 4:28conceptos son trasladables a todo lo que
- 4:30sea un bio producto
- 4:33ácidos de penicilinas a esta parte que
- 4:37sea producida con por cultivo celular
- 4:42específicamente hablando de las
- 4:44proteínas es necesario desarrollar el
- 4:47labio separación en el sentido de aquí
- 4:50está muy general aquí
- 4:54en esta positiva pues no se establece
- 4:58este rompimiento como lo vamos a
- 5:02como lo vamos a hacer
- 5:12no se establece este rompimiento como lo
- 5:15vamos a hacer y luego está esta
- 5:17separación como la vamos a hacer y aquí
- 5:21están los pasos generales pero no hay
- 5:22detalles de específicamente qué pasa y
- 5:25de ahí es a lo que se llama el diseño de
- 5:27la bio separación y es preciso
- 5:29establecer los pasos necesarios
- 5:34para poder purificar una proteína
- 5:37recombinante aún cuando hay métodos
- 5:39metodologías digamos generales los
- 5:41represos se tienen que diseñar
- 5:42específicamente para una proteína en
- 5:44particular pues siempre está esa
- 5:46necesidad de establecer los pasos
- 5:48necesarios para proteínas en particular
- 5:50los otros compuestos de origen biológico
- 5:52pues son un poco más estándar en su
- 5:55purificación y ácidos orgánicos seguirán
- 5:57una ruta corta veamos algunos algunos
- 6:00ejemplos al final
- 6:05al final puede haber diversas
- 6:06alternativas sobre estos signos de
- 6:09interrogación y cuál será escoger
- 6:10escoger la que cueste menos desde el
- 6:13punto de vista del costo de purificar lo
- 6:17que pudiera ser muy grande como saber
- 6:21esta diapositiva ya es un poco vieja lo
- 6:24que presenta aquí pero él todavía sigue
- 6:28dando información de algo importante
- 6:32en el eje
- 6:35en el eje de esta la concentración
- 6:39inicial del producto de interés como
- 6:42cayó del reactor y entonces se hizo la
- 6:44reacción alcanzaste cierta concentración
- 6:47del producto interés eso es lo que está
- 6:49a veces lo que llama aquí el eje y
- 6:51concentración inicial
- 6:54y en el eje x está cuál es el precio de
- 6:58venta de un producto en particular y
- 7:01entonces aquí hay algunos ejemplos
- 7:05vamos a ver el etanol que anda por acá
- 7:09se produce a concentraciones
- 7:11relativamente altas y pues su precio de
- 7:15venta es bajo el ácido cítrico es otro
- 7:18caso similar se produce a
- 7:20concentraciones altas su costo es bajo
- 7:23sería la parte izquierda de la curva
- 7:25pero en la parte derecha pueden
- 7:27encontrar que pueden ver que empiezan a
- 7:29aparecer proteínas bueno antes de la
- 7:32parte de una parte media por ejemplo el
- 7:35ácido de jíber el ico
- 7:37ya no se produce en una concentración
- 7:39tan alta y entonces se traduce a nos
- 7:41cuesta o el precio de venta va a
- 7:44aumentar y luego si ya aparece en
- 7:46proteínas por ejemplo aquí está la
- 7:48insulina
- 7:50se produce la contracción en las bajas
- 7:53y se va a vender más caro anticuerpos
- 7:55monoclonales que estaría por aquí pues
- 7:57todavía más caro y así pudiéramos llegar
- 8:00hasta cosas que están muy diluidas en el
- 8:03en el medio de cultivo
- 8:07entonces qué es lo que representa aquí
- 8:08como ven es inversamente proporcional si
- 8:11produces una concentración alta del
- 8:13producto en la bio reacción
- 8:16el costo de venta va a disminuir
- 8:22es esa razón suficiente para establecer
- 8:24la importancia de las de la separaciones
- 8:29porque también lo que está aquí
- 8:32representado tiene que ver con
- 8:34con lo siguiente mientras más diluido
- 8:39está el producto más etapas de
- 8:41purificación tienes que agregar para
- 8:44lograr purificar y eso se traduce en el
- 8:47extreme te estoy invirtiendo estoy
- 8:49invirtiendo iba a terminar entonces
- 8:51vendiendo sea un precio alto
- 8:53entonces la separación es importante
- 8:56desde el punto vista económica
- 8:57obviamente también la vio reacción la
- 8:59reacción debería buscar siempre tener
- 9:01concentraciones muy altas del producto
- 9:03de interés pero eso no lo discutimos
- 9:05aquí como dije se expone aquí ya son
- 9:07expertos en en esa parte aquí está un
- 9:11poco más representado lo que estoy
- 9:12diciendo
- 9:14en esta tabla está en esta columna el
- 9:18costo de la vio separación y hay unos
- 9:20ejemplos aquí entonces si ven al etanol
- 9:24de lo del costo que yo no vendo no es
- 9:28cierto el costo que lo que me cuesta a
- 9:30mí generar etanol el 15 por ciento que
- 9:33está asociado a la purificación
- 9:37y ácido cítrico ya es un poco más
- 9:41penicilina g es hay más o menos 20 30
- 9:45por ciento y penetran si brincamos a
- 9:48proteínas pues resulta que la política
- 9:51es el costo sea la bio separación a la
- 9:53purificación puede ser hasta el 80 por
- 9:56ciento del costo total del producto es
- 10:00decir 20 por ciento nos costó nada más
- 10:02hacer la vio reacción el mayor costo
- 10:04está en la en la purificación y esto
- 10:08tiene que ver si regresamos a esta
- 10:10figura pues tiene que ver con la misma
- 10:12relación que está aquí el etanol se
- 10:14produce concentraciones altas la biomasa
- 10:16del agua dura también el ácidos y
- 10:18tratamiento es por eso el coste de la
- 10:20separación entonces relativamente bajo
- 10:22pero la las enzimas a granel que se
- 10:25producen en contracción bajas si son
- 10:27recombinantes todavía más bajas y las
- 10:30terapéuticas pues están súper diluidas y
- 10:32pies se traduce a te va a costar mucho
- 10:34purificar las iba a terminar costando
- 10:37más ese material a la hora que se vende
- 10:40al consumidor
- 10:42va a regresar
- 10:45esta de aquí
- 10:47como ven aquí hay
- 10:50vamos a ver esta ruta pensamos que
- 10:53venimos por acá
- 10:55al menos aquí lo que está representado
- 10:57en este diagrama de flujo hay 12 que no
- 11:00conocemos detalles pero al menos están
- 11:02representando cuatro pasos para obtener
- 11:04el producto de interés purificado
- 11:08y eso es lo que estaba más o menos
- 11:10representado en esta en esta diapositiva
- 11:13y la pregunta es por qué es importante
- 11:16minimizar es el número de pasos acá en
- 11:19la representación como digo pueden ser
- 11:23estos cuatro están aquí pero
- 11:24internamente aquí a lo mejor hay tres
- 11:27etapas
- 11:30y está lo mejor tiene dos etapas
- 11:33entonces a esos pasos se refieren
- 11:38y se refiere
- 11:41esta diapositiva cuántos pasos en total
- 11:45vas a hacer para obtener tu producto de
- 11:47interés purificado
- 11:49pensemos que son así como está
- 11:51idealizado ya pensamos que son cuatro
- 11:56y lo que está aquí como ven hay varias
- 11:58curvas y esencialmente lo que representa
- 12:01lo siguiente tienes estas cuatro etapas
- 12:05y lo que va a funcionar siempre es bueno
- 12:07pensemos que el producto cayó del
- 12:10reactor y tiene concentración de un
- 12:13gramo por litro
- 12:15hacer la primera etapa siempre puedes
- 12:19buscar
- 12:20de la etapa 1 a la 2 sigas teniendo esa
- 12:24misma concentración
- 12:26pensemos que es más pensamos tendremos
- 12:30que el más pensemos que es un kilogramo
- 12:32de producto de interés
- 12:35lo que está representada ya es en cada
- 12:37etapa nunca vas a recuperar ese
- 12:39kilogramo completamente porque se
- 12:41traduce a si lo puedes hacer pero vas a
- 12:44tener que invertir mucho tiempo o lo que
- 12:46sea siempre es bueno vamos a fijar un
- 12:48rendimiento o una recuperación entonces
- 12:51podríamos decir vamos a estar
- 12:53recuperando el 90% en estas cuatro
- 12:55etapas de la primera etapa
- 12:57recuperas punto nueve kilogramos nada
- 13:01más
- 13:02hace la segunda etapa y recuperas punto
- 13:0481 kilogramos nada más y eso pensando
- 13:07que entonces tenemos un rendimiento por
- 13:09etapa
- 13:11de 90% el 90% del material que entra yo
- 13:16lo puedo recuperar y seguirá avanzando
- 13:18entonces eso es lo que está representado
- 13:20entonces en la diapositiva
- 13:27en esta de aquí aquí faltan unas falta
- 13:31información esta es la del rendimiento
- 13:33del 90%
- 13:35el 95%
- 13:39y esta ex trabajo es del 60%
- 13:42entonces estamos en la línea de lo que
- 13:45está hablando yo es empezamos acá no
- 13:47hacemos etapas y estamos en el 90
- 13:50recuperamos el punto 90 kilogramos punto
- 13:549 kilogramos punto 81 y así
- 13:59llegaremos aquí alrededor de puntos 72
- 14:03con esas tres etapas
- 14:05si son 4 vamos a tomar está
- 14:09estamos no
- 14:1365 lo mejor es lo que estamos
- 14:16recuperando al final
- 14:18entonces del kilogramo que tú metiste
- 14:20solo recupera 650 gramos ya al final con
- 14:24estas cuatro etapas y considerando que
- 14:28recuperas del 90% en cada etapa es por
- 14:30eso es importante minimizar que si nada
- 14:32más fueran 3 si estuvieras aquí
- 14:36lo recuperas más
- 14:40digamos que es 73
- 14:44setecientos treinta y tres gramos
- 14:47si lo hicieras con 322 por eso es
- 14:50importante minimizarlos obviamente
- 14:52también quisiera recuperar lo más que se
- 14:53pueda si fueran cuatro etapas pero
- 14:55recuperas el 95 por ciento es decir
- 14:57estás aquí
- 15:00nos ocuparemos mucho más de la
- 15:02del producto de 820 gramos
- 15:074
- 15:10también aquí está representado
- 15:13y si tu rendimiento es muy bajo
- 15:19vamos a tomar esta de 60 por ciento
- 15:37esta va a ser el 60 por ciento de
- 15:40rendimiento haces una etapa aquí voy a
- 15:42poner empezamos acá con un kilogramo
- 15:44primera etapa recupera nada más el 60
- 15:47por ciento puntos 6 kilogramos dos
- 15:51etapas punto 36 kilogramos
- 15:54y así y pensamos que fueran las cuatro
- 15:57que estamos estableciendo los
- 16:00rendimientos del 60 en cada una de las
- 16:02está recuperando y al final nos es 120
- 16:05gramos nada más del producto entonces es
- 16:08importante minimizar el número de tapas
- 16:12que el rendimiento sea alto y esto es
- 16:14algo idealizado pensemos que llegamos
- 16:16que estamos acá y decimos son 10 etapas
- 16:18pues suerte porque vamos a recuperar una
- 16:20miseria es el rendimiento es bajo
- 16:23entonces siempre es importante pensar
- 16:25eso
- 16:26aquí está representado el proceso
- 16:28idealizado idealizado debió separación
- 16:31de manera ideal sólo tenemos 244 etapas
- 16:35donde la pureza está en el eje la presa
- 16:40el punto interés está en el eje y y acá
- 16:42está en los pasos
- 16:44este es el primer paso es remoción de
- 16:46insolubles como no incrementa mucho la
- 16:51pureza
- 16:55aquí en remoción de insolubles están si
- 16:59es producto extracelular pues están
- 17:01operaciones de separación de biomasa que
- 17:05pudiera ser centrifugación y filtración
- 17:10producto intracelular que ellas están
- 17:13involucradas pero primero hay que hacer
- 17:15un rompimiento de los entonces en la
- 17:18remoción de insolubles también están
- 17:20este proceso se considera el rompimiento
- 17:23el como digo no no aumenta mucho la pues
- 17:26nada más estás quitando las células para
- 17:28quedarte con el medio las células
- 17:30enteras si es extracelular hacerlas
- 17:33rotas si es intracelular
- 17:37ese es el padre es el primer paso en el
- 17:39segundo paso
- 17:42este de aquí que se llama aislamiento
- 17:45del producto aquí voy a escribir la
- 17:48definición
- 17:51se separan
- 17:56el producto de interés
- 18:01de moléculas muy diferentes
- 18:11entonces pensamos que el producto de
- 18:13interés es una proteína lo que se
- 18:15refiere el aislamiento del producto es
- 18:16voy a separar todas las proteínas
- 18:21porque hay más proteínas y es un cultivo
- 18:23de rápido haber un montón de proteínas
- 18:24aquí se refiere entonces separó todas
- 18:27las proteínas ahí va mi proteína de
- 18:29interés separó todas las proteínas pero
- 18:32todo a ser un conjunto y las separó de
- 18:34cosas que son muy diferentes a él por
- 18:36ejemplo como viene de la bio reacción
- 18:38pues podemos quitarle la glucosa
- 18:40residual que era la fuente de carbono
- 18:42por ejemplo el nitrógeno residual todas
- 18:44estas sales las podemos separar y eso es
- 18:48lo que ocurre en esta en esta etapa de
- 18:50aislamiento del producto si no vas a
- 18:52aquí todavía no se persigue separar las
- 18:55proteínas unas de otras para que yo
- 18:57obtenga la de interés si es más bien
- 18:59todo lo que sea proteína lo sepa cosas
- 19:03que sean muy diferentes
- 19:05de ácidos sales todas estas partes
- 19:08diferentes
- 19:11ahí vamos a dar varias
- 19:13varias operaciones que tienen que ver
- 19:15con él
- 19:18el aislamiento del producto
- 19:21específicamente pues algunas carreras de
- 19:25extracción en líquido líquido
- 19:31y absorción por ejemplo
- 19:34vamos a ver esas esas
- 19:39esas
- 19:42esas operaciones son esos procedimientos
- 19:45como si la etapa de purificación en esta
- 19:48etapa de purificación ahora si separamos
- 19:50el producto de interés
- 19:56moléculas similares
- 20:02es una proteína
- 20:05tenemos ya separamos un grupo de
- 20:09proteínas dónde va la de interés ahora
- 20:10si ese paro todas las proteínas
- 20:12contaminantes de mi producto de interés
- 20:15y eso podemos hacerlo por cromatografía
- 20:21y no sé qué más vamos al curso
- 20:24bueno esa es una de las opciones muy
- 20:28socorridas para hacer la purificación y
- 20:30como ven aquí pues a esta tercera etapa
- 20:33se le da purificación cuando en realidad
- 20:34todas purificación pues la purificación
- 20:36aquí se refiere a este paso de separar
- 20:40el producto interés de moléculas que son
- 20:41similares ay
- 20:44luego finalmente viene la etapa esta de
- 20:48pulido aquí nada más es
- 20:52es la preparación
- 20:55del producto
- 20:59de interés
- 21:01para comercialización
- 21:07y el producto de interés se va a vender
- 21:10como un sólido se va a ver si se va a
- 21:13vender como un sólido pues hay que
- 21:14secarlo vamos a haber secado ahí si lo
- 21:17vamos a vender como una solución
- 21:19disuelta en un buffer específico un
- 21:21amortiguador específico pues ahí va a
- 21:24estar muy involucrada ultrafiltración
- 21:29entonces tienen que ver que tienen que
- 21:32ver con cuál es la presentación final
- 21:33que pudiera ser que porque si son
- 21:35proteínas por ejemplo su estabilidad es
- 21:37muy mala entonces conviene secarlas pero
- 21:40a veces cuando si usted es una proteína
- 21:42terapéutica y debe inyectar pues se
- 21:44vende como una solución
- 21:46si es un ácido orgánicos y espinas y
- 21:48lina pues normalmente se secan se venden
- 21:52como productos soñado
- 21:55vamos a ver aquí en los ejemplos
- 22:00a que los ejemplos estos pueden ver voy
- 22:03a hablar nada más de éste
- 22:06y aquí hay dos ejemplos esta es la
- 22:09producción de penicilina g
- 22:14y aquí están todas las etapas están
- 22:16representado todo el proceso y aquí
- 22:18podemos ir
- 22:20podemos identificar las cuatro etapas
- 22:22idealizadas debió separación
- 22:26toda esta parte superior
- 22:29tiene que ver con la vio reacción
- 22:34ahí está la generación de esporas el
- 22:38cultivo en sólido y luego transferencia
- 22:40líquido inóculos aumentando de tamaño y
- 22:43eventualmente inocula mosel fermentador
- 22:45que en este caso son 100 mililitros
- 22:49bueno de ahí entonces esa línea separa
- 22:53hacia abajo pues va a estar la vio
- 22:54separación
- 22:59él
- 23:02la pensión ag eso el mata boleto
- 23:04secundario y la célula la excreta
- 23:07entonces por eso la primera etapa que
- 23:09está aquí es una filtración entonces ahí
- 23:12está la primera etapa de aislamiento
- 23:16se llama la remoción e insolubles perdón
- 23:20de gente
- 23:25este primero es remoción de insolubles
- 23:30los insolubles personas hacerles estos
- 23:32hongos
- 23:34quitamos las celdas
- 23:42y esta es la primera etapa ya que
- 23:44eliminamos las células pueden ver que
- 23:46sigue esta etapa que dice extracción esa
- 23:50etapa es aislamiento del producto
- 23:56entonces ahí separamos las insignias
- 23:59generalmente son ácidos ácidos orgánicos
- 24:01separamos ácidos orgánicos de moléculas
- 24:05que sean muy diferentes ahí va la
- 24:06penicilina
- 24:10y hacer se hace una extracción líquido
- 24:12el líquido dentro por 15 electrónico eso
- 24:14lo vamos a ver también el curso vemos
- 24:16filtración
- 24:19y luego lo que continúa es
- 24:27es un proceso
- 24:34d
- 24:36de lo voy a seguir en la purificación en
- 24:40el tercer los 30
- 24:43que sería estar aquí
- 24:45calificación
- 24:48que aquí pues hacen con un tratamiento
- 24:50con carbono
- 24:53que sería absorción eso también lo vemos
- 24:55en el curso y luego lo que continua
- 25:02son en este caso hay una hay una
- 25:04precipitación entonces aquí hay una
- 25:08precipitación
- 25:12entonces que también sería purificación
- 25:15entonces también aquí se hace
- 25:17purificación pues aquí hay dos etapas
- 25:19dentro de la purificación una que esa
- 25:21traducción que vemos en el curso y otra
- 25:23que es precipitación que también vemos
- 25:25en el curso y eso va a generar cristales
- 25:28de penicilina je
- 25:32esos cristales finalmente son secados
- 25:36acá y esa sería la de la etapa de pulido
- 25:40la etapa final lo vamos a vender como
- 25:43ven aquí como una sal
- 25:46entonces por aquí hay otro ejemplo
- 25:48también pueden identificar las las
- 25:50cuatro etapas
- 25:53del proceso idealizado
- 25:57y yo creo que aquí terminamos este vídeo
- 26:00y continuamos en otro con lo que sigue
- 26:03de la presentación
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This page contains the full transcript of Introduccion a las bioseparaciones 1 by Omar Gonzalez Ortega, PhD, generated from the public captions YouTube serves with the video. The transcript has 3,177 words across 539 segments, with the original timestamps preserved so you can click any line to jump to that moment in the embedded player.
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