Для многих ученых, работающих с клеточными культурами в лабораториях, загрязнение является одним из самых больших рисков. Даже одна бактерия или грибковая спора может нарушить ход эксперимента, что приводит к его срыву. Технология, которая позволяет избежать этих проблем, была недавно представлена TechCrunch.
Риски, связанные с загрязнением, касаются не только лабораторных исследований, но и биопроизводства, где живые клетки используются для создания различных веществ, таких как лекарства, пищевые ингредиенты и промышленные материалы. В этих областях загрязнение может снизить производительность и даже представлять угрозу для здоровья, если вредоносные микроорганизмы попадут в фармацевтические препараты.
Для борьбы с этим риском многие компании применяют жесткую тактику стерилизации, обрабатывая оборудование обжигающим горячим паром. Однако этот метод очень затратен: чтобы получить необходимое количество пара, требуется много энергии, а оборудование должно быть защищено от высоких температур и давления.
«Этот метод был разработан компанией Pfizer в 40-х годах прошлого века для производства пенициллина», — рассказывает Брайан Хелигман, соучредитель и генеральный директор компании Biosphere. — «Если посмотреть на старые системы, то они практически не изменились».
Но пар — не единственный способ стерилизации. Другие методы, такие как использование одноразовых реакторов или ультрафиолетовое (УФ) излучение, также применяются в биопроизводстве. Однако раньше создание достаточного количества ультрафиолетового света для стерилизации было очень дорогостоящим. После пандемии COVID-19 ситуация изменилась, и стоимость таких технологий значительно снизилась.
«В эпоху COVID-19 было вложено много средств в производство УФ-светодиодов», — поясняет Хелигман. — «В ближайшие годы они станут гораздо дешевле».
В последние два года Хелигман и его команда из Biosphere разрабатывали стеклянный биореактор объемом три литра, который можно будет полностью стерилизовать с помощью УФ-светодиодов. Внутри реактора установлены четыре мощных светодиода, которые освещают все части камеры и приборы, обеспечивая эффективную стерилизацию.
Сейчас стартап тестирует восемь таких биореакторов в рамках проекта Министерства обороны США стоимостью $1,5 млн. Цель исследования — изучить возможности биопроизводства для создания высокоэффективных масел. Использование светодиодов позволяет снизить затраты на биопроизводство и делать материалы, которые раньше были слишком дорогими.
«Мы думаем, что, упрощая эти системы, сможем снизить затраты еще больше», — говорит Хелигман. — «Мы рассматриваем это как электрификацию биореактора. Замена дорогих клапанов и оборудования из нержавеющей стали на светодиоды и кабели поможет значительно сократить расходы».
Кроме того, из-за того, что биореакторы больше не будут подвергаться воздействию высоких температур и давления, для их изготовления можно использовать более дешевые материалы, например, пластик.
Компания также работает над созданием пилотного биореактора объемом около 100 литров, который можно будет стерилизовать с помощью новой технологии. В дальнейшем Хелигман планирует исследовать возможность создания больших реакторов, вмещающих от 40 до 80 тысяч литров.
Biosphere привлекла $8,8 млн в рамках начального финансирования, которое возглавили Lowercarbon Capital и VXI Capital. Среди инвесторов также находятся B37 Ventures, Caffeinated Capital, Founders Fund и GS Futures.
Отметим, что загрязнение продукции может иметь серьезные последствия. Например, в свое время Nestlé была вынуждена прекратить производство природной минеральной воды Perrier после того, как в бутылках был обнаружен фекальный бактериальный загрязнитель.