Lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa là một loại thiết bị sinh học sử dụng đường tiêu hóa động vật làm "hệ thống nuôi cấy tự nhiên", sử dụng môi trường sinh lý của nó để đạt được protein mục tiêu, tổng hợp các hoạt chất hoặc tiến hành điều hòa hệ thực vật đường ruột, kịch bản ứng dụng của nó chủ yếu tập trung vàoY sinh học, Nông nghiệp, Công nghiệp thực phẩm, Nghiên cứu sức khỏe đường ruộtCác lĩnh vực cụ thể như sau:
Đây là một trong những hướng ứng dụng cốt lõi của lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa, lợi thế là sử dụng hệ thống biểu hiện tế bào và cơ chế bài tiết tự nhiên của đường tiêu hóa động vật để sản xuất các loại thuốc protein tái tổ hợp hoạt động cao với chi phí thấp.
Biểu hiện protein dược phẩm: Biến đổi các tế bào biểu mô đường ruột của động vật (như thỏ, lợn, cừu, v.v.) thông qua các kỹ thuật biến đổi gen để chúng biểu hiện cụ thể các protein dược phẩm mục tiêu trong đường tiêu hóa, chẳng hạn nhưLactoferrin ở người, insulin, hormone tăng trưởng, mảnh kháng thểĐợi đã. Những protein này sẽ được bài tiết cùng với chất tiết đường ruột hoặc phân, sau đó được tách ra tinh khiết có thể chế thành thuốc, so với sản xuất máy lên men truyền thống, chi phí thấp hơn và hoạt động protein gần với trạng thái tự nhiên hơn.
Nghiên cứu và phát triển vắc-xin uốngDẫn gen kháng nguyên vắc-xin vào hệ thực vật đường ruột của vật chủ hoặc các tế bào đường ruột để cho phép đường tiêu hóa biểu hiện kháng nguyên liên tục. Sau khi ăn động vật, kháng nguyên có thể kích thích phản ứng miễn dịch niêm mạc ruột, tạo ra kháng thể niêm mạc (IgA), đạt đượcSản xuất tại chỗ và miễn dịch vắc-xin uốngÁp dụng để phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm đường ruột (như virus luân phiên, nhiễm khuẩn E. coli) và không cần vận chuyển dây chuyền lạnh, sử dụng tiện lợi hơn.
Phụ gia thức ăn tổng hợp tại chỗ: biến đổi hệ thực vật cộng sinh đường ruột của động vật nuôi (gà, lợn, gia súc) để tổng hợp các chất dinh dưỡng thiết yếu cho động vật trong đường tiêu hóa, chẳng hạn nhưAxit amin (lysine, methionine), vitamin (nhóm B, K), chế phẩm enzyme (phytase, amylase)Đợi đã. Điều này có thể làm giảm lượng phụ gia nhân tạo được thêm vào thức ăn và giảm chi phí chăn nuôi, đồng thời nâng cao hiệu quả hấp thụ dinh dưỡng và thúc đẩy sự phát triển của động vật.
Kiểm soát bệnh đường ruột động vật: Xây dựng các lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa thể hiện các peptide kháng khuẩn, yếu tố probiotic, ức chế sự sinh sản của các vi khuẩn có hại như Salmonella, Clostridium perfringens bằng cách điều chỉnh cân bằng hệ vi sinh đường ruột, tăng cường khả năng miễn dịch của động vật, giảm sử dụng kháng sinh và giảm nguy cơ mắc bệnh trong quá trình chăn nuôi.
Chuẩn bị các hoạt chất chức năng: Sử dụng các lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa loại vi sinh vật (ví dụ: lactobacillus kỹ thuật, nấm men), tổng hợp các thành phần hoạt tính cần thiết cho thực phẩm chức năng trong một môi trường mô phỏng ruột người, ví dụ:Probiotics, Prebiotics, Axit béo chuỗi ngắn, Peptide chống oxy hóaĐợi đã. Những thành phần này có thể được thêm trực tiếp vào sữa chua, bột thay thế bữa ăn, thực phẩm sức khỏe, đóng vai trò điều chỉnh ruột, chống oxy hóa và các tác dụng khác.
Sử dụng chất thải thực phẩm: Chất thải nông nghiệp hoặc chế biến thực phẩm (như rơm, bã đậu, vỏ trái cây) được đưa vào lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa sinh học, sử dụng tác dụng lên men của hệ thực vật đường ruột để chuyển đổi cellulose, semicellulose, vv từ chất thải thành thức ăn protein ăn được hoặc nguyên liệu thực phẩm lên men để đạt được tái chế nguồn tài nguyên.
Nghiên cứu hệ vi sinh đường ruột và cơ chế bệnh: Xây dựngLò phản ứng sinh học đường tiêu hóa in vitro Bionic(Mô phỏng môi trường sinh lý của dạ dày - ruột non - ruột già của con người, bao gồm nhiệt độ, pH, nhu động, thành phần thực vật, v.v.), được sử dụng để nghiên cứu cơ chế tương tác giữa hệ thực vật đường ruột và vật chủ, cũng như mối liên hệ của sự mất cân bằng thực vật với các bệnh như béo phì, tiểu đường, viêm ruột, v.v., cung cấp cơ sở lý thuyết để phòng ngừa và điều trị bệnh.
Dinh dưỡng cá nhân với sàng lọc thuốc: Dựa trên lò phản ứng sinh học in vitro, mô phỏng các đặc điểm đường ruột của các quần thể khác nhau (ví dụ: loại vi khuẩn, khả năng trao đổi chất), sàng lọc chế độ ăn uống cá nhân phù hợp với một quần thể cụ thể hoặc đánh giá sự hấp thụ thuốc trong ruột, tình trạng trao đổi chất, tối ưu hóa dạng bào chế thuốc (ví dụ: các chế phẩm giải phóng kéo dài uống).
Các lò phản ứng sinh học đường tiêu hóa được xây dựng bằng cách sử dụng hệ thực vật đường ruột được thiết kế để làm suy giảm các chất gây ô nhiễm khó phân hủy trong môi trường, ví dụ: cho phép hệ thực vật đường ruột của một động vật cụ thể làm suy giảm các chất trong đất hoặc nướcDư lượng thuốc trừ sâu, hạt vi nhựaĐợi đã, thông qua quá trình thu hoạch thức ăn và trao đổi chất của động vật, thực hiện xử lý vô hại các chất ô nhiễm.