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文檔簡介

22/27生物藥制造新技術(shù)與前沿工藝研究第一部分生物藥制造新技術(shù)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) 2第二部分生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 4第三部分細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化 7第四部分細胞系工程技術(shù)和基因編輯技術(shù) 10第五部分生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù) 13第六部分產(chǎn)品純化技術(shù)與工藝集成 17第七部分生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué) 19第八部分生物工藝可持續(xù)性和綠色制造 22

第一部分生物藥制造新技術(shù)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)

1.生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)是指采用連續(xù)生產(chǎn)工藝,以達到穩(wěn)定且高效的生產(chǎn)生物藥的目的。相較于傳統(tǒng)的分批生產(chǎn),生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)具有以下優(yōu)勢:提高生產(chǎn)效率,減少生產(chǎn)時間,降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。

2.生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)的難點在于:如何實現(xiàn)培養(yǎng)基的連續(xù)供應(yīng)、細胞的連續(xù)傳代,如何實現(xiàn)產(chǎn)物在線實時檢測,如何解決生物反應(yīng)器的規(guī)模放大問題。目前,生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)已在一些生物藥的生產(chǎn)中得到應(yīng)用,如單克隆抗體、重組蛋白等。

3.生物藥連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)是未來生物藥生產(chǎn)的發(fā)展方向,隨著該技術(shù)的不斷進步和完善,將進一步提高生物藥的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,滿足日益增長的生物藥市場需求。

生物藥一次性生產(chǎn)技術(shù)

1.使用一次性容器和系統(tǒng)進行生產(chǎn),在減少投資成本的基礎(chǔ)上縮短施工周期進,而且能夠減少工藝調(diào)整和驗證時間。另外,減少了與不潔清洗相關(guān)的工作量,增加了靈活性。簡化了驗證和生產(chǎn)記錄,同時保證無菌操作,減少了操作成本。

2.生物藥一次性生產(chǎn)技術(shù)是指采用一次性容器和系統(tǒng)進行生物藥生產(chǎn)的技術(shù)。傳統(tǒng)的分批生產(chǎn)工藝中,需要使用大量的容器和設(shè)備,這些容器和設(shè)備需要經(jīng)常清洗和消毒,這是一個費時費力的過程。生物藥一次性生產(chǎn)技術(shù)可以避免容器和設(shè)備的清洗和消毒,從而節(jié)省時間和成本,提高生產(chǎn)效率。

3.生物藥一次性生產(chǎn)技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn),例如:一次性容器和系統(tǒng)是否能夠滿足生物藥生產(chǎn)的要求,一次性容器和系統(tǒng)是否會對生物藥的質(zhì)量產(chǎn)生影響,一次性容器和系統(tǒng)的成本是否合理??傊?,生物藥一次性生產(chǎn)技術(shù)是未來生物藥生產(chǎn)的發(fā)展方向,隨著該技術(shù)的不斷進步和完善,將進一步提高生物藥生產(chǎn)的效率和質(zhì)量,滿足日益增長的生物藥市場需求。

生物藥連續(xù)化在線監(jiān)測技術(shù)

1.利用測量生物反應(yīng)器重要工藝變量的傳感器對生物反應(yīng)器實時進行監(jiān)測,還可以根據(jù)測量信號利用數(shù)學(xué)模型估計出其他重要參數(shù)的變化,從而實現(xiàn)對生物反應(yīng)器的優(yōu)化。提高了工藝變量檢測的準確性,在線檢測技術(shù)還可以縮短檢測時間和簡化檢測過程,提高檢測效率,減少操作人員的數(shù)量和操作成本。

2.生物藥連續(xù)化在線監(jiān)測技術(shù)是指采用實時監(jiān)測技術(shù)對生物反應(yīng)器中的關(guān)鍵工藝參數(shù)進行連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)。傳統(tǒng)的分批生產(chǎn)工藝中,需要對生物反應(yīng)器中的關(guān)鍵工藝參數(shù)進行定期監(jiān)測,這是一個費時費力的過程。生物藥連續(xù)化在線監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)對生物反應(yīng)器中關(guān)鍵工藝參數(shù)的實時監(jiān)測,從而及時發(fā)現(xiàn)生物反應(yīng)器的異常情況,并及時采取措施進行調(diào)整,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.生物藥連續(xù)化在線監(jiān)測技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn),例如,生物反應(yīng)器中關(guān)鍵工藝參數(shù)的實時監(jiān)測技術(shù)是否成熟,生物反應(yīng)器中關(guān)鍵工藝參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)是否準確,生物反應(yīng)器中關(guān)鍵工藝參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析技術(shù)是否完善。生物藥制造新技術(shù)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

一、生物藥制造新技術(shù)的現(xiàn)狀

1.重組DNA技術(shù):利用重組DNA技術(shù),可以將目標基因克隆到合適的宿主細胞中,并使其表達出相應(yīng)的蛋白。重組DNA技術(shù)是生物藥制造的核心技術(shù)之一,目前已廣泛應(yīng)用于各種生物藥的生產(chǎn)。

2.細胞培養(yǎng)技術(shù):細胞培養(yǎng)技術(shù)是利用特定的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件,使細胞在體外生長、繁殖和分化的技術(shù)。細胞培養(yǎng)技術(shù)可以用于生物藥的生產(chǎn)、細胞治療和組織工程等領(lǐng)域。

3.發(fā)酵技術(shù):發(fā)酵技術(shù)是利用微生物將底物轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物的技術(shù)。發(fā)酵技術(shù)在生物藥制造中主要用于生產(chǎn)抗生素、維生素、激素等小分子藥物。近年來,發(fā)酵技術(shù)也在生物藥的大分子藥物生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

4.純化技術(shù):純化技術(shù)是將生物藥從細胞培養(yǎng)液或發(fā)酵液中分離出來,并去除雜質(zhì)的技術(shù)。純化技術(shù)在生物藥制造中非常重要,它直接影響著生物藥的質(zhì)量和活性。

5.制劑技術(shù):制劑技術(shù)是將生物藥制成適合臨床使用的劑型的技術(shù)。制劑技術(shù)包括配制、灌裝、包裝等工序。制劑技術(shù)的好壞直接影響著生物藥的穩(wěn)定性和安全性。

二、生物藥制造新技術(shù)的挑戰(zhàn)

1.生物藥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜:生物藥的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,其分子量通常在幾千到幾十萬道爾頓之間。生物藥的復(fù)雜結(jié)構(gòu)給其制造帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.生物藥的生產(chǎn)工藝復(fù)雜:生物藥的生產(chǎn)工藝通常涉及多個步驟,包括細胞培養(yǎng)、發(fā)酵、純化和制劑等。生物藥的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,容易出現(xiàn)污染和質(zhì)量控制問題。

3.生物藥的生產(chǎn)成本高:生物藥的生產(chǎn)成本通常很高,這主要是由于生物藥的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、設(shè)備和耗材成本高昂等因素造成的。

4.生物藥的監(jiān)管要求嚴格:生物藥的監(jiān)管要求非常嚴格,這主要是由于生物藥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工藝復(fù)雜和生產(chǎn)成本高昂等因素造成的。生物藥的監(jiān)管要求嚴格,給生物藥的生產(chǎn)和銷售帶來了很大的挑戰(zhàn)。

5.生物藥的市場競爭激烈:生物藥的市場競爭非常激烈,這主要是由于生物藥的市場需求大、利潤高、技術(shù)壁壘高等因素造成的。生物藥的市場競爭激烈,給生物藥的生產(chǎn)和銷售帶來了很大的挑戰(zhàn)。第二部分生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點微載體生物反應(yīng)器技術(shù)

1.微載體生物反應(yīng)器技術(shù)是一種將細胞固定在微小固體顆粒上的細胞培養(yǎng)技術(shù),可提供大表面積的培養(yǎng)空間,提高細胞密度和產(chǎn)量。

2.微載體生物反應(yīng)器技術(shù)具有操作簡單、易于規(guī)?;糯?、便于產(chǎn)品回收等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于單克隆抗體、重組蛋白、疫苗等生物制品的生產(chǎn)。

3.微載體生物反應(yīng)器技術(shù)也在不斷發(fā)展,如新型微載體的開發(fā)、微載體的表面改性和功能化、微載體生物反應(yīng)器的在線監(jiān)測和控制等,以提高細胞的生長和生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。

一次性生物反應(yīng)器技術(shù)

1.一次性生物反應(yīng)器技術(shù)是一種使用一次性塑料容器作為培養(yǎng)容器的生物反應(yīng)器技術(shù),可避免傳統(tǒng)生物反應(yīng)器滅菌和清洗的繁瑣步驟,減少交叉污染的風(fēng)險,提高生產(chǎn)效率。

2.一次性生物反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物制品的生產(chǎn),如單克隆抗體、重組蛋白、疫苗等,并逐漸成為生物制藥行業(yè)的主流生產(chǎn)工藝。

3.一次性生物反應(yīng)器技術(shù)也在不斷發(fā)展,如新型一次性生物反應(yīng)器的開發(fā)、一次性生物反應(yīng)器的在線監(jiān)測和控制、一次性生物反應(yīng)器的回收和再利用等,以降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)更清潔、更環(huán)保的生物制藥生產(chǎn)。

生物反應(yīng)器在線監(jiān)測與控制技術(shù)

1.生物反應(yīng)器在線監(jiān)測與控制技術(shù)是指利用各種傳感器和控制系統(tǒng)對生物反應(yīng)器中的關(guān)鍵參數(shù)(如溫度、pH值、溶解氧、細胞密度等)進行實時監(jiān)測和控制,以維持細胞的最佳生長條件,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.生物反應(yīng)器在線監(jiān)測與控制技術(shù)已成為生物制藥生產(chǎn)中不可或缺的一部分,可提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性,減少生產(chǎn)過程中的偏差,降低生產(chǎn)成本。

3.生物反應(yīng)器在線監(jiān)測與控制技術(shù)也在不斷發(fā)展,如新型傳感器的開發(fā)、控制算法的優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析和建模技術(shù)的應(yīng)用等,以提高監(jiān)測和控制的精度和效率,實現(xiàn)更智能、更自動化的生物制藥生產(chǎn)。#生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

1.傳統(tǒng)生物反應(yīng)器技術(shù)

傳統(tǒng)生物反應(yīng)器技術(shù)主要包括:

-攪拌罐式反應(yīng)器

-空氣提升反應(yīng)器

-流化床反應(yīng)器

-固定床反應(yīng)器

這些傳統(tǒng)生物反應(yīng)器技術(shù)在生物制藥生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,但同時也存在一些局限性,如:物料傳遞效率低、產(chǎn)物濃度低、生產(chǎn)過程控制困難等。

2.新一代生物反應(yīng)器技術(shù)

近年來,隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展,新一代生物反應(yīng)器技術(shù)不斷涌現(xiàn),為生物制藥生產(chǎn)帶來了新的機遇。這些新一代生物反應(yīng)器技術(shù)包括:

-膜生物反應(yīng)器

-細胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器

-微流體生物反應(yīng)器

-一次性生物反應(yīng)器

這些新一代生物反應(yīng)器技術(shù)具有物料傳遞效率高、產(chǎn)物濃度高、生產(chǎn)過程控制方便等優(yōu)點,在生物制藥生產(chǎn)中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

3.生物反應(yīng)器技術(shù)的前沿工藝研究

生物反應(yīng)器技術(shù)的前沿工藝研究主要集中在以下幾個方面:

-生物過程優(yōu)化:通過優(yōu)化生物反應(yīng)器的操作條件,提高產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量。

-在線監(jiān)測與控制:通過在線監(jiān)測生物反應(yīng)器內(nèi)部的各種參數(shù),實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時控制。

-規(guī)模放大:將實驗室規(guī)模的生物反應(yīng)器放大到工業(yè)規(guī)模,以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

4.生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

-智能化:生物反應(yīng)器將變得更加智能化,能夠自動優(yōu)化操作條件,并根據(jù)生產(chǎn)過程的變化進行實時調(diào)整。

-一體化:生物反應(yīng)器將與其他設(shè)備集成在一起,形成一體化生產(chǎn)系統(tǒng),以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

-綠色化:生物反應(yīng)器將更加注重綠色生產(chǎn),減少能耗和污染物排放。

5.生物反應(yīng)器技術(shù)在生物制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

生物反應(yīng)器技術(shù)在生物制藥生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,主要用于以下幾個方面:

-微生物發(fā)酵:利用微生物將原料轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品,如抗生素、維生素、氨基酸等。

-細胞培養(yǎng):培養(yǎng)動物細胞或植物細胞,生產(chǎn)出生物藥、疫苗、抗體等。

-組織工程:培養(yǎng)組織或器官,用于修復(fù)或替代受損的組織或器官。

生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展為生物制藥生產(chǎn)帶來了新的機遇,推動了生物制藥行業(yè)的發(fā)展。隨著生物反應(yīng)器技術(shù)不斷進步,生物制藥生產(chǎn)將變得更加高效、安全和綠色。第三部分細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點細胞培養(yǎng)基成分的優(yōu)化

1.優(yōu)化培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的濃度,如氨基酸、維生素、葡萄糖和微量元素等,以滿足細胞生長和代謝的需求。

2.添加生長因子、激素和細胞因子等生物活性物質(zhì),以促進細胞的增殖和分化,提高細胞的活力和產(chǎn)量。

3.使用無血清或低血清培養(yǎng)基,以減少培養(yǎng)基中血清成分引起的批次間差異,提高培養(yǎng)基的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

細胞培養(yǎng)基物理化學(xué)性質(zhì)的優(yōu)化

1.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值、滲透壓和溶解氧濃度等物理化學(xué)參數(shù),使其符合細胞生長的最佳條件。

2.添加表面活性劑或抗泡沫劑等物質(zhì),以減少培養(yǎng)基表面的泡沫形成,提高細胞的氧氣供應(yīng)和生長效率。

3.開發(fā)新型的培養(yǎng)基載體,如三維支架、微載體和納米粒子等,以提供細胞生長所需的物理支撐和微環(huán)境,提高細胞的產(chǎn)量和功能。

細胞培養(yǎng)條件的優(yōu)化

1.優(yōu)化細胞培養(yǎng)溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照條件等環(huán)境參數(shù),以滿足細胞生長的最佳條件。

2.開發(fā)新型的細胞培養(yǎng)系統(tǒng),如搖瓶、生物反應(yīng)器和微流控芯片等,以提供細胞生長所需的動態(tài)環(huán)境,提高細胞的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.使用在線監(jiān)測技術(shù)實時監(jiān)測細胞培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵參數(shù),如pH值、溶解氧濃度和細胞密度等,以實現(xiàn)對培養(yǎng)過程的實時控制和優(yōu)化。細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化

細胞培養(yǎng)基是細胞培養(yǎng)過程中為細胞生長和代謝提供必需營養(yǎng)成分的液體環(huán)境。培養(yǎng)基的組成和培養(yǎng)條件對細胞的生長、增殖和產(chǎn)物表達有重要影響。因此,細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化是生物藥制造的關(guān)鍵步驟之一。

1.細胞培養(yǎng)基的優(yōu)化

細胞培養(yǎng)基的優(yōu)化主要包括以下幾個方面:

*選擇合適的培養(yǎng)基類型。常用的培養(yǎng)基類型包括:

*無血清培養(yǎng)基:不含動物血清成分的培養(yǎng)基,可避免血清帶來的污染風(fēng)險和批次間差異。

*血清培養(yǎng)基:含有動物血清成分的培養(yǎng)基,可提供細胞生長所需的多種生長因子和其他營養(yǎng)物質(zhì)。

*化學(xué)成分明確培養(yǎng)基:含有明確化學(xué)成分的培養(yǎng)基,可方便地進行成分調(diào)整和優(yōu)化。

*優(yōu)化培養(yǎng)基的成分。培養(yǎng)基的成分包括:

*基礎(chǔ)培養(yǎng)基:提供細胞生長所需的必需營養(yǎng)物質(zhì),如氨基酸、維生素、無機鹽等。

*生長因子:促進細胞生長和增殖的蛋白質(zhì),如表皮生長因子(EGF)、胰島素樣生長因子(IGF)等。

*抗生素:防止細菌和真菌污染的藥物,如青霉素、鏈霉素等。

*優(yōu)化培養(yǎng)基的pH值和滲透壓。細胞培養(yǎng)基的pH值通常維持在7.0-7.4之間,滲透壓通常維持在280-300mOsm/kg之間。

2.細胞培養(yǎng)條件的優(yōu)化

細胞培養(yǎng)條件的優(yōu)化主要包括以下幾個方面:

*培養(yǎng)溫度。大多數(shù)細胞的適宜培養(yǎng)溫度為37℃。一些特殊的細胞,如嗜熱菌,則需要更高的培養(yǎng)溫度。

*培養(yǎng)氣氛。大多數(shù)細胞在含5%CO2的空氣氣氛中生長良好。一些特殊的細胞,如厭氧菌,則需要在缺氧或無氧的條件下培養(yǎng)。

*培養(yǎng)容器。常用的培養(yǎng)容器包括:

*培養(yǎng)瓶:適用于小規(guī)模細胞培養(yǎng)。

*培養(yǎng)皿:適用于細胞貼壁培養(yǎng)。

*培養(yǎng)袋:適用于大規(guī)模細胞培養(yǎng)。

*培養(yǎng)周期。細胞培養(yǎng)周期通常分為三個階段:

*對數(shù)生長期:細胞快速生長和增殖的階段。

*平穩(wěn)期:細胞生長速度減慢,進入穩(wěn)定狀態(tài)。

*衰退期:細胞死亡率增加,培養(yǎng)物逐漸衰退。

3.細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件優(yōu)化的意義

細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化對于生物藥制造具有重要意義。優(yōu)化后的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件可以:

*提高細胞的生長速度和增殖率。

*提高細胞的產(chǎn)物表達水平。

*降低細胞培養(yǎng)過程中的污染風(fēng)險。

*縮短細胞培養(yǎng)周期。

*降低細胞培養(yǎng)成本。

因此,細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化是提高生物藥制造效率和質(zhì)量的關(guān)鍵步驟之一。第四部分細胞系工程技術(shù)和基因編輯技術(shù)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點細胞系工程技術(shù)

1.細胞系工程技術(shù)是一種通過基因工程手段對細胞系進行改造,以提高其生產(chǎn)生物藥的效率和質(zhì)量的技術(shù)。

2.細胞系工程技術(shù)包括基因敲除、基因敲入、基因過表達和基因沉默等多種技術(shù)手段。

3.細胞系工程技術(shù)可以用于改造生產(chǎn)生物藥的宿主細胞,使其能夠更高效地表達目標蛋白,或者使目標蛋白具有更優(yōu)的性質(zhì)。

基因編輯技術(shù)

1.基因編輯技術(shù)是一種通過基因工程手段對基因組進行定點修飾的技術(shù)。

2.基因編輯技術(shù)包括CRISPR-Cas9、TALENs和ZFNs等多種技術(shù)手段。

3.基因編輯技術(shù)可以用于改造生產(chǎn)生物藥的宿主細胞,使其能夠更高效地表達目標蛋白,或者使目標蛋白具有更優(yōu)的性質(zhì)。細胞系工程技術(shù)

細胞系工程技術(shù)是一種利用分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)技術(shù)對細胞系進行改造和優(yōu)化的技術(shù)。通過細胞系工程技術(shù),可以獲得具有desired的特性和功能的細胞系,用于生物藥的生產(chǎn)和研究。

細胞系工程技術(shù)的主要方法包括:

1.基因修飾技術(shù):通過基因修飾技術(shù),可以改變細胞的基因型,從而獲得具有desired的特性和功能的細胞系?;蛐揎椉夹g(shù)包括基因敲除、基因過表達和基因編輯等。

2.細胞融合技術(shù):通過細胞融合技術(shù),可以將兩個或多個不同細胞的細胞質(zhì)和細胞核融合在一起,形成新的細胞系。細胞融合技術(shù)可以用來產(chǎn)生具有desired的特性和功能的雜交細胞系。

3.細胞篩選技術(shù):通過細胞篩選技術(shù),可以從細胞群中分離出具有desired的特性和功能的細胞。細胞篩選技術(shù)包括抗生素篩選、熒光篩選和FACS篩選等。

細胞系工程技術(shù)在生物藥的生產(chǎn)和研究中有著廣泛的應(yīng)用,例如:

*生產(chǎn)重組蛋白:通過細胞系工程技術(shù),可以獲得具有desired的特性和功能的細胞系,用于生產(chǎn)重組蛋白。重組蛋白是生物藥的一種重要類型,具有廣泛的治療和診斷應(yīng)用。

*研究細胞功能:通過細胞系工程技術(shù),可以獲得具有desired的特性和功能的細胞系,用于研究細胞功能。細胞功能的研究對于understandingdiseases和開發(fā)新的治療方法非常重要。

基因編輯技術(shù)

基因編輯技術(shù)是一種利用分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)技術(shù)對基因進行targeted修改的技術(shù)。通過基因編輯技術(shù),可以改變基因的序列、修復(fù)基因的突變和插入新的基因。

基因編輯技術(shù)的主要方法包括:

1.CRISPR-Cas9系統(tǒng):CRISPR-Cas9系統(tǒng)是一種高效的基因編輯技術(shù),可以準確地靶向和切斷基因。CRISPR-Cas9系統(tǒng)由Cas9蛋白和guideRNA組成。Cas9蛋白是一種核酶,可以切斷DNA。guideRNA是一個小分子RNA,可以指導(dǎo)Cas9蛋白靶向特定的DNA序列。

2.TALEN系統(tǒng):TALEN系統(tǒng)是一種比CRISPR-Cas9系統(tǒng)更加準確的基因編輯技術(shù)。TALEN系統(tǒng)由TALEN蛋白和FokI蛋白組成。TALEN蛋白是一種核酶,可以靶向和切斷DNA。FokI蛋白是一種限制性內(nèi)切酶,當(dāng)它識別到TALEN蛋白切斷的DNA序列時,會將DNA切斷。

3.ZFN系統(tǒng):ZFN系統(tǒng)是一種比CRISPR-Cas9系統(tǒng)和TALEN系統(tǒng)更加準確的基因編輯技術(shù)。ZFN系統(tǒng)由ZFN蛋白和FokI蛋白組成。ZFN蛋白是一種鋅指核酶,可以靶向和切斷DNA。FokI蛋白是一種限制性內(nèi)切酶,當(dāng)它識別到ZFN蛋白切斷的DNA序列時,會將DNA切斷。

基因編輯技術(shù)在生物藥的生產(chǎn)和研究中有著廣泛的應(yīng)用,例如:

*生產(chǎn)重組蛋白:通過基因編輯技術(shù),可以獲得具有desired的特性和功能的細胞系,用于生產(chǎn)重組蛋白。重組蛋白是生物藥的一種重要類型,具有廣泛的治療和診斷應(yīng)用。

*研究細胞功能:通過基因編輯技術(shù),可以獲得具有desired的特性和功能的細胞系,用于研究細胞功能。細胞功能的研究對于understandingdiseases和開發(fā)新的治療方法非常重要。第五部分生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【生物工藝過程動態(tài)建模與仿真】:

1.建立生物工藝過程的數(shù)學(xué)模型,包括生化反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱等過程,以預(yù)測工藝過程的動態(tài)行為。

2.利用先進的建模工具和軟件,如計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM),構(gòu)建工藝過程的虛擬仿真模型。

3.通過仿真模型,可以研究工藝參數(shù)的變化對工藝過程的影響,優(yōu)化工藝條件,并預(yù)測工藝過程的異常情況。

【多尺度生物工藝過程集成】:

生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)

一、概述

生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)是通過對生物工藝過程的在線檢測、數(shù)據(jù)采集、分析和處理,實現(xiàn)對生物工藝過程的實時監(jiān)測和優(yōu)化,提高生物工藝過程的效率和質(zhì)量。生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)主要包括以下幾個方面:

1.生物工藝過程在線檢測技術(shù)

生物工藝過程在線檢測技術(shù)是通過對生物工藝過程中的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測,獲得生物工藝過程的實時數(shù)據(jù)。生物工藝過程在線檢測技術(shù)主要包括:

*生物量檢測技術(shù):主要用于檢測生物工藝過程中微生物的生長狀況。

*代謝物檢測技術(shù):主要用于檢測生物工藝過程中代謝物的濃度。

*環(huán)境參數(shù)檢測技術(shù):主要用于檢測生物工藝過程中溫度、pH值、溶解氧濃度等環(huán)境參數(shù)。

2.生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)

生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)是通過對生物工藝過程在線檢測技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)進行采集和存儲。生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要包括:

*數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):主要用于采集生物工藝過程在線檢測技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)。

*數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng):主要用于存儲生物工藝過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。

3.生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)

生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)是通過對生物工藝過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理,獲得生物工藝過程的關(guān)鍵信息。生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)主要包括:

*數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù):主要用于對生物工藝過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,去除數(shù)據(jù)中的噪聲和異常值。

*數(shù)據(jù)建模技術(shù):主要用于對生物工藝過程數(shù)據(jù)進行建模,建立生物工藝過程的數(shù)學(xué)模型。

*數(shù)據(jù)分析技術(shù):主要用于對生物工藝過程數(shù)據(jù)進行分析,獲得生物工藝過程的關(guān)鍵信息。

4.生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)

生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)是通過對生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)獲得的關(guān)鍵信息,對生物工藝過程進行優(yōu)化,提高生物工藝過程的效率和質(zhì)量。生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)主要包括:

*過程參數(shù)優(yōu)化技術(shù):主要用于優(yōu)化生物工藝過程中的關(guān)鍵參數(shù),如溫度、pH值、溶解氧濃度等。

*培養(yǎng)基優(yōu)化技術(shù):主要用于優(yōu)化生物工藝過程中的培養(yǎng)基成分,如碳源、氮源、維生素等。

*發(fā)酵工藝優(yōu)化技術(shù):主要用于優(yōu)化生物工藝過程中的發(fā)酵工藝,如發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、發(fā)酵pH值等。

二、生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物工藝過程控制與優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面:

1.生物工藝過程在線檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物工藝過程在線檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括:

*微型化和集成化:生物工藝過程在線檢測技術(shù)將向微型化和集成化方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程在線檢測技術(shù)的便攜性和靈活性。

*多參數(shù)檢測:生物工藝過程在線檢測技術(shù)將向多參數(shù)檢測方向發(fā)展,以實現(xiàn)對生物工藝過程中的多個關(guān)鍵參數(shù)進行同時檢測。

*實時檢測:生物工藝過程在線檢測技術(shù)將向?qū)崟r檢測方向發(fā)展,以實現(xiàn)對生物工藝過程中的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測。

2.生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括:

*無線通信技術(shù):生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)將向無線通信技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的遠程性和實時性。

*云計算技術(shù):生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)將向云計算技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的集中性和可擴展性。

3.生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括:

*人工智能技術(shù):生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)將向人工智能技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)的智能化和自動化。

*大數(shù)據(jù)技術(shù):生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)將向大數(shù)據(jù)技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)的快速性和準確性。

4.生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括:

*模型預(yù)測控制技術(shù):生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)將向模型預(yù)測控制技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)的主動性和自適應(yīng)性。

*多目標優(yōu)化技術(shù):生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)將向多目標優(yōu)化技術(shù)方向發(fā)展,以實現(xiàn)生物工藝過程優(yōu)化技術(shù)的綜合性和可持續(xù)性。第六部分產(chǎn)品純化技術(shù)與工藝集成關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【連續(xù)色譜技術(shù)】

1.利用色譜柱的交替開關(guān),實現(xiàn)進料、洗脫和再生的連續(xù)操作,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品純度。

2.采用多柱串聯(lián)的方式,實現(xiàn)更高效的分離和純化,降低生產(chǎn)成本。

3.可與其他工藝步驟集成,實現(xiàn)自動化和連續(xù)化生產(chǎn),提高生產(chǎn)靈活性。

【膜分離技術(shù)】

產(chǎn)品純化技術(shù)與工藝集成

在生物制藥制造過程中,產(chǎn)品純化是關(guān)鍵工藝步驟之一,旨在從雜質(zhì)中分離和純化目標產(chǎn)物,確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。近年來,隨著生物制藥行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的產(chǎn)品純化技術(shù)不斷改進,同時也有許多新興技術(shù)被應(yīng)用于生物制藥產(chǎn)品純化領(lǐng)域。

一、傳統(tǒng)產(chǎn)品純化技術(shù)

1.層析分離:層析分離是生物制藥產(chǎn)品純化中最常用的技術(shù)之一,通過不同物質(zhì)在層析介質(zhì)上的吸附和洗脫特性差異來分離目標產(chǎn)物。常用的層析方法包括親和層析、離子交換層析、疏水層析、反相層析等。

2.膜分離:膜分離技術(shù)利用膜的半透性,可以分離不同分子量或性質(zhì)的物質(zhì)。在生物制藥產(chǎn)品純化中,膜分離主要用于去除雜質(zhì)、濃縮和脫鹽等。

3.結(jié)晶:結(jié)晶是將目標產(chǎn)物從溶液中析出形成晶體的一種純化方法。在生物制藥領(lǐng)域,結(jié)晶技術(shù)主要用于純化小分子藥物和一些蛋白質(zhì)類藥物。

4.萃取:萃取是利用兩種不相溶溶劑之間的分配系數(shù)差異,將目標產(chǎn)物從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中。在生物制藥領(lǐng)域,萃取技術(shù)主要用于去除脂質(zhì)雜質(zhì)和一些小分子雜質(zhì)。

二、新興產(chǎn)品純化技術(shù)

近年來,隨著生物制藥行業(yè)的發(fā)展,一些新興的產(chǎn)品純化技術(shù)不斷涌現(xiàn),為生物制藥生產(chǎn)帶來了新的機遇。

1.超濾色譜法:超濾色譜法是一種結(jié)合了超濾技術(shù)和層析技術(shù)的新型分離技術(shù),具有分離效率高、操作簡單、污染小等優(yōu)點。在生物制藥領(lǐng)域,超濾色譜法主要用于純化大分子藥物和一些多肽藥物。

2.電泳分離:電泳分離技術(shù)是利用電場作用使帶電荷的物質(zhì)在電場中遷移,從而實現(xiàn)分離和純化的過程。在生物制藥領(lǐng)域,電泳分離技術(shù)主要用于純化蛋白質(zhì)類藥物和一些多肽藥物。

3.微流體分離:微流體分離技術(shù)是一種利用微小通道和微小流體進行分離的技術(shù),具有操作簡單、效率高、成本低等優(yōu)點。在生物制藥領(lǐng)域,微流體分離技術(shù)主要用于純化小分子藥物和一些多肽藥物。

4.生物傳感分離:生物傳感分離技術(shù)是一種利用生物傳感器的特異性結(jié)合特性來分離和純化目標產(chǎn)物的技術(shù),具有特異性強、靈敏度高、操作簡單等優(yōu)點。在生物制藥領(lǐng)域,生物傳感分離技術(shù)主要用于純化抗體藥物和一些多肽藥物。

三、工藝集成

隨著生物制藥行業(yè)的發(fā)展,工藝集成的理念被廣泛應(yīng)用于生物制藥產(chǎn)品純化領(lǐng)域。工藝集成是指將多個產(chǎn)品純化步驟集成在一個工藝中,通過減少中間步驟和操作步驟,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。近年第七部分生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點生物工藝工程與數(shù)學(xué)建模

1.利用數(shù)學(xué)模型對生物過程進行定量描述和預(yù)測,幫助生物工藝設(shè)計、優(yōu)化和控制。

2.開發(fā)基于數(shù)學(xué)模型的生物工藝仿真軟件,實現(xiàn)虛擬工藝開發(fā)和驗證。

3.將人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于生物工藝建模和控制,實現(xiàn)生物工藝智能化。

生物工藝工程與生物信息學(xué)

1.利用生物信息學(xué)技術(shù)對生物過程中的基因、蛋白質(zhì)和代謝物進行分析,揭示生物過程的分子機制。

2.開發(fā)基于生物信息學(xué)的生物工藝設(shè)計和優(yōu)化工具,提高生物工藝的效率和產(chǎn)量。

3.將生物信息學(xué)與其他生物工藝工程技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)生物工藝的系統(tǒng)優(yōu)化和控制。

生物工藝工程與中試放大

1.開發(fā)中試放大技術(shù),將實驗室規(guī)模的生物工藝放大到工業(yè)規(guī)模。

2.研究中試放大過程中的關(guān)鍵因素,如規(guī)模效應(yīng)、工藝參數(shù)優(yōu)化和污染控制。

3.建立中試放大質(zhì)量控制體系,確保中試放大產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。

生物工藝工程與生物反應(yīng)器設(shè)計

1.開發(fā)新型生物反應(yīng)器,提高生物工藝的效率和產(chǎn)量。

2.研究生物反應(yīng)器中的傳質(zhì)、傳熱和流體動力學(xué),優(yōu)化生物反應(yīng)器的設(shè)計。

3.開發(fā)生物反應(yīng)器在線監(jiān)測技術(shù),實現(xiàn)生物反應(yīng)器的實時監(jiān)控和控制。

生物工藝工程與生物分離純化

1.開發(fā)高效的生物分離純化技術(shù),提高生物產(chǎn)品的純度和收率。

2.研究生物分離純化過程中的關(guān)鍵因素,如選擇性、效率和成本。

3.開發(fā)生物分離純化過程的在線監(jiān)測技術(shù),實現(xiàn)生物分離純化過程的實時監(jiān)控和控制。

生物工藝工程與生物工藝經(jīng)濟性分析

1.對生物工藝進行經(jīng)濟性分析,評估生物工藝的經(jīng)濟可行性。

2.研究生物工藝中的成本因素,如原料成本、設(shè)備成本和人工成本。

3.開發(fā)生物工藝經(jīng)濟性分析軟件,幫助企業(yè)進行生物工藝投資決策。生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)

#一、生物工藝工程

生物工藝工程是利用生物學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等原理,設(shè)計、分析和優(yōu)化生物技術(shù)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的一門學(xué)科。生物工藝工程的主要任務(wù)是提高生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和效率,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染。

生物工藝工程的主要研究領(lǐng)域包括:

*生物反應(yīng)器設(shè)計與優(yōu)化

*生物分離技術(shù)

*生物過程控制

*生物工藝建模與仿真

*生物工藝經(jīng)濟分析

#二、系統(tǒng)生物學(xué)

系統(tǒng)生物學(xué)是一門研究生物系統(tǒng)整體功能和行為的學(xué)科。系統(tǒng)生物學(xué)的主要目的是研究生物系統(tǒng)中的各種組分及其相互作用,揭示生物系統(tǒng)的功能和行為背后的機制。

系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究領(lǐng)域包括:

*基因組學(xué)

*蛋白組學(xué)

*代謝組學(xué)

*信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

*調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

#三、生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的交叉與融合

生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)是兩門交叉融合的學(xué)科。生物工藝工程為系統(tǒng)生物學(xué)提供了實驗平臺和數(shù)據(jù)來源,系統(tǒng)生物學(xué)為生物工藝工程提供了新的理論和方法。

生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的交叉融合主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

*生物反應(yīng)器設(shè)計與優(yōu)化:系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員了解生物反應(yīng)器中的微生物代謝途徑和調(diào)控網(wǎng)絡(luò),從而為生物反應(yīng)器設(shè)計和優(yōu)化提供新的思路。

*生物分離技術(shù):系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員了解生物產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),從而為生物分離技術(shù)開發(fā)提供新的靶點。

*生物過程控制:系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員了解生物過程中的關(guān)鍵控制點,從而為生物過程控制策略設(shè)計提供新的思路。

*生物工藝建模與仿真:系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員建立生物工藝的數(shù)學(xué)模型,從而為生物工藝仿真和優(yōu)化提供工具。

*生物工藝經(jīng)濟分析:系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員評估生物工藝的經(jīng)濟效益,從而為生物工藝的投資決策提供依據(jù)。

#四、生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的應(yīng)用前景

生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的交叉融合為生物技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇。生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

*新型生物產(chǎn)品的開發(fā):生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員開發(fā)出新的生物產(chǎn)品,如新型生物藥物、生物材料和生物燃料。

*生物工藝的優(yōu)化:生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員優(yōu)化生物工藝,提高生物產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和效率,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染。

*生物過程的控制:生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員控制生物過程,確保生物產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

*生物工藝的仿真:生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員仿真生物工藝,預(yù)測生物產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和效率,指導(dǎo)生物工藝的優(yōu)化和控制。

*生物工藝的經(jīng)濟分析:生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)可以幫助研究人員評估生物工藝的經(jīng)濟效益,為生物工藝的投資決策提供依據(jù)。

生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的交叉融合為生物技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇。生物工藝工程與系統(tǒng)生物學(xué)的應(yīng)用前景廣闊,將在生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。第八部分生物工藝可持續(xù)性和綠色制造關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點生物藥生產(chǎn)的閉環(huán)工藝

1、閉環(huán)工藝的概念:通過將生物制藥過程中的廢物和副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為有用的資源,以減少浪費和環(huán)境影響,從而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

2、閉環(huán)工藝的應(yīng)用:閉環(huán)工藝可用于生物制藥生產(chǎn)的各個階段,包括上游培養(yǎng)、下游純化、廢物處理等。

3、閉環(huán)工藝的優(yōu)勢:閉環(huán)工藝可減少廢物產(chǎn)生、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強企業(yè)競爭力。

生物制藥的連續(xù)性生產(chǎn)

1、連續(xù)性生產(chǎn)的概念:通過連續(xù)不斷地進行生物制藥生產(chǎn),以減少生產(chǎn)時間、提高生產(chǎn)效率。

2、連續(xù)性生產(chǎn)的應(yīng)用:連續(xù)性生產(chǎn)可用于生物制藥生產(chǎn)的各個階段,包括上游培養(yǎng)、下游純化、包裝等。

3、連續(xù)性生產(chǎn)的優(yōu)勢:連續(xù)性生產(chǎn)可縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強企業(yè)競爭力。

生物制藥的細胞培養(yǎng)技術(shù)

1、細胞培養(yǎng)技術(shù)的概念:通過在體外培養(yǎng)細胞來生產(chǎn)生物制藥。

2、細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:細胞培養(yǎng)技術(shù)可用于生產(chǎn)抗體、疫苗、激素、細胞因子等生物制藥。

3、細胞培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)勢:細胞培養(yǎng)技術(shù)可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、增強企業(yè)競爭力。

生物制藥的發(fā)酵技術(shù)

1、發(fā)酵技術(shù)的概念:利用微生物將底物轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品的過程。

2、發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用:發(fā)酵技術(shù)可用于生產(chǎn)抗生素、維生素、氨基酸、有機酸等生物制藥。

3、發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)勢:發(fā)酵技術(shù)可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強企業(yè)競爭力。

生物制藥的純化技術(shù)

1、純化技術(shù)的概念:從生物制藥中去除雜質(zhì)的過程。

2、純化技術(shù)的應(yīng)用:純化技術(shù)可用于去除蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、毒素等雜質(zhì)。

3、純化技術(shù)的優(yōu)勢:純化技術(shù)可提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、

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