การรักษาความปลอดเชื้อในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง การปนเปื้อนสามารถทำลายชุดการผลิตทั้งหมด ทำให้ทรัพยากรสูญเปล่า และรบกวนตารางการผลิต บทความนี้สรุปขั้นตอนปฏิบัติเพื่อป้องกันการปนเปื้อน ตั้งแต่การออกแบบระบบไปจนถึงการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการตอบสนองต่อการปนเปื้อน ประเด็นสำคัญได้แก่:
- แหล่งที่มาของการปนเปื้อน: วัตถุดิบ ข้อบกพร่องในการออกแบบอุปกรณ์ ความผิดพลาดของมนุษย์ และอนุภาคในอากาศ
- กลยุทธ์การป้องกัน: ใช้ตัวกรองปลอดเชื้อ ส่วนประกอบใช้ครั้งเดียวที่ผ่านการฉายรังสีแกมมา และระบบปิด
- วิธีการฆ่าเชื้อ: การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำในสถานที่ (SIP) สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ใช้หลายครั้ง และการฉายรังสีแกมมาสำหรับชิ้นส่วนที่ใช้ครั้งเดียว
- เครื่องมือการตรวจสอบ: เซ็นเซอร์ในสายสำหรับออกซิเจนและ pH การทดสอบความหนาแน่นเชิงแสงที่สาย และการสุ่มตัวอย่างทางจุลชีววิทยา
- โปรโตคอลการตอบสนอง: การทดสอบอย่างรวดเร็ว การวิเคราะห์สาเหตุรากเหง้า และการดำเนินการแก้ไขเพื่อลดเวลาหยุดทำงาน
สำหรับทีมในสหราชอาณาจักรที่กำลังขยายการดำเนินงาน แพลตฟอร์มเช่น
กรอบการป้องกันการปนเปื้อน 5 ขั้นตอนสำหรับความปลอดเชื้อของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ
แหล่งที่มาหลักของการปนเปื้อน
วัตถุดิบและน้ำ
วัตถุดิบมีบทบาทสำคัญในความเสี่ยงของการปนเปื้อนภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ หากส่วนประกอบของสื่อการเจริญเติบโตไม่ได้รับการฆ่าเชื้ออย่างถูกต้อง พวกมันสามารถนำจุลินทรีย์เข้าสู่ระบบได้ ระบบน้ำเป็นจุดอ่อนอีกจุดหนึ่ง ไบโอฟิล์ม ที่ก่อตัวบนพื้นผิวการกระจายน้ำเป็นปัญหาโดยเฉพาะ - พวกมันต้านทานการกรองและปล่อยแบคทีเรียอย่างต่อเนื่อง มักจะไม่ถูกสังเกตจนกว่าการปนเปื้อนจะกลายเป็นปัญหาสำคัญ [5].
ผลกระทบจากการปนเปื้อนอาจรุนแรง ทำให้ผลผลิตลดลง 50–100% หยุดการเจริญเติบโตของเซลล์ และสูญเสียเงินหลายพันปอนด์ไปกับสื่อ ปัจจัยการเจริญเติบโต และแรงงาน [3][5]. เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ การกรองน้ำล่วงหน้าด้วยตัวกรองขนาด 0.45-µm และการเลือกใช้ส่วนประกอบแบบใช้ครั้งเดียวที่ผ่านการฉายรังสีแกมมาเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพ [3][5]. นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่ออกแบบมาอย่างดีเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่คล้ายกัน.
การออกแบบอุปกรณ์และระบบ
การออกแบบและการบำรุงรักษาฮาร์ดแวร์ของไบโอรีแอคเตอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการปนเปื้อน ส่วนประกอบเช่น ซีล ปะเก็น วาล์ว และจุดเชื่อมต่อท่อ อาจกลายเป็นจุดร้อนสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์หากมีการกักเก็บสารตกค้างและทำความสะอาดได้ยาก [3][6].ระบบใช้ครั้งเดียวก็ไม่ปลอดภัยเช่นกัน; การเจาะหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องในระหว่างการติดตั้งสามารถนำสิ่งปนเปื้อนเข้ามาได้ แม้ว่าส่วนประกอบจะผ่านการฆ่าเชื้อมาก่อนแล้วก็ตาม [3].
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ใช้หลายครั้งเผชิญกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่า กระบวนการฆ่าเชื้อมักจะไม่เพียงพอ - วงจรการฆ่าเชื้อด้วยสุญญากาศหรือแรงโน้มถ่วงพื้นฐานอาจไม่สามารถกำจัดอากาศทั้งหมดได้ ทำให้อุณหภูมิไม่ถึง 121°C ที่ต้องการทั่วทั้งระบบ ซึ่งทำให้เกิด "ขาเสีย" และพื้นที่เงาที่จุลินทรีย์สามารถอยู่รอดได้ การทดสอบตัวบ่งชี้ทางชีวภาพแสดงให้เห็นว่าหากไม่มีการเต้นสุญญากาศล่วงหน้า การฆ่าเชื้อจะไม่สมบูรณ์ แม้ว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิจะบ่งชี้เป็นอย่างอื่น [2][6][8]. ตัวเชื่อมต่อที่มีช่องเชื่อมต่อภายในและภายนอกของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเป็นปัญหาโดยเฉพาะ เนื่องจากสร้างเส้นทางตรงสำหรับการปนเปื้อนและควรหลีกเลี่ยง [4].นอกเหนือจากฮาร์ดแวร์ การกระทำของมนุษย์และสภาพแวดล้อมยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดเชื้อ
ปัจจัยมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
ความผิดพลาดของมนุษย์เป็นสาเหตุหลักของการปนเปื้อน การปฏิบัติการแต่งกายที่ไม่ดี สุขอนามัยของมือที่ไม่เพียงพอ หรือการข้ามขั้นตอนความปลอดภัยทางชีวภาพสามารถนำจุลินทรีย์เข้าสู่สภาพแวดล้อมที่ปลอดเชื้อได้ [3][5] ตัวอย่างเช่น กรณีศึกษาชี้ให้เห็นว่าการใส่โพรบที่ไม่ถูกต้องโดยไม่มีท่อปลอดเชื้อทำให้อัตราการปนเปื้อนอยู่ที่ 20–30% ในทำนองเดียวกัน การจัดการโดยไม่สวมถุงมือในพื้นที่ที่ไม่มีการไหลแบบลามินาร์ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในสื่อภายในเวลาเพียง 24 ชั่วโมง ทำให้การทดลองเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงล้มเหลวอย่างสิ้นเชิง [3].
สภาพแวดล้อมยิ่งทำให้ความเสี่ยงเหล่านี้รุนแรงขึ้น จุลินทรีย์สามารถเกาะติดกับอนุภาคในอากาศ เข้าสู่ผ่านการกรอง HEPA ที่ไม่เพียงพอหรือระหว่างการเปิดประตู และตกลงบนสื่อหรืออุปกรณ์ที่เปิดเผยแม้ในห้องสะอาดที่ได้มาตรฐาน ISO 7 หรือดีกว่า เหตุการณ์ชั่วคราวสามารถทำให้อัตราการปนเปื้อนเพิ่มขึ้นถึงหนึ่งใน 100 การดำเนินงาน [3][5] การจ่ายก๊าซยังต้องการตัวกรองขนาด 0.45-µm เพื่อป้องกันอนุภาค เนื่องจากก๊าซที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อสามารถนำสิ่งปนเปื้อนเข้าสู่ระบบที่ปิดสนิทได้ [3].
หนึ่งในวิธีที่ปฏิบัติได้จริงที่สุดในการต่อสู้กับปัญหาเหล่านี้คือการฝึกอบรมบุคลากรอย่างละเอียด ข้อมูลอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าการฝึกอบรมที่มีประสิทธิภาพสามารถลดข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ได้ถึง 80% ทำให้เป็นกลยุทธ์ที่คุ้มค่ามากสำหรับการควบคุมการปนเปื้อน [3].
การออกแบบและการตรวจสอบระบบไบโอรีแอคเตอร์ที่ปลอดเชื้อ
หลักการออกแบบไบโอรีแอคเตอร์ที่ถูกสุขลักษณะ
การออกแบบที่คิดมาอย่างดีเป็นกุญแจสำคัญในการลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนในระบบไบโอรีแอคเตอร์ การใช้สแตนเลสที่ผ่านการขัดเงาด้วยไฟฟ้า (ที่มีความหยาบของพื้นผิว Ra < 0.4 µm) ช่วยป้องกันการยึดเกาะของจุลินทรีย์โดยการกำจัดรอยแยกเล็ก ๆ ที่แบคทีเรียสามารถเจริญเติบโตได้ [3][4][5]. ในทำนองเดียวกัน การเชื่อมที่ถูกสุขลักษณะต้องเรียบและปราศจากช่องว่าง ในขณะที่ข้อต่อควรหลีกเลี่ยงโพรงภายในเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำความสะอาดได้อย่างทั่วถึง [4].
เพื่อปกป้องระบบเพิ่มเติม เส้นทางของก๊าซและของเหลวทั้งหมดควรติดตั้งตัวกรองปลอดเชื้อขนาด 0.2 µm ซึ่งสามารถป้องกันแบคทีเรียได้มากกว่า 99.9999% [3][5]. สำหรับระบบที่จัดการกับระดับของอนุภาคสูง ตัวกรองล่วงหน้าขนาด 0.45 µm สามารถยืดอายุการใช้งานของตัวกรองปลอดเชื้อในขณะที่ยังคงรักษาอัตราการไหลที่เพียงพอ [3][5].การออกแบบระบบปิดที่มีวาล์วที่สามารถเช็ดได้ ช่วยให้สามารถเติมสื่อปลอดเชื้อได้โดยไม่ต้องเปิดเผยภายในของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพต่อสารปนเปื้อนในอากาศ [3][4][5].
วิธีการฆ่าเชื้อ
เมื่อการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพมั่นใจในความสะอาดแล้ว วิธีการฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความปลอดเชื้อ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสแตนเลสที่ใช้หลายครั้ง Steam-in-Place (SIP) เป็นมาตรฐานทองคำ กระบวนการนี้ใช้ไอน้ำอิ่มตัวที่ 121°C เป็นเวลา 20–30 นาทีเพื่อกำจัดการมีอยู่ของจุลินทรีย์ [3][6][11]. อย่างไรก็ตาม วงจรไอน้ำที่ใช้แรงโน้มถ่วงอาจทิ้งกระเป๋าอากาศที่เรียกว่า "dead legs" ซึ่งสามารถเป็นที่อยู่ของจุลินทรีย์ได้แม้ว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิจะบ่งชี้ถึงสภาพที่เหมาะสม [6][11].โหมดสุญญากาศล่วงหน้าจัดการกับปัญหานี้โดยการกำจัดอากาศก่อนการฉีดไอน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่าการฆ่าเชื้อจะสม่ำเสมอทั่วทั้งส่วนประกอบ เช่น แผ่นหัว ท่อ และตัวกรอง [6][11].
ก่อนการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำในสถานที่ (SIP) การทำความสะอาดในสถานที่ (CIP) ด้วยสารละลายด่างหรือกรดตามด้วยการล้างด้วยน้ำจะกำจัดสารตกค้างที่อาจป้องกันจุลินทรีย์ [6][11]. สำหรับชิ้นส่วนพลาสติกที่ใช้ครั้งเดียว เช่น ถุงและท่อ การฉายรังสีกามมาให้การฆ่าเชื้อขั้นสุดท้ายโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อน อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับสแตนเลสเนื่องจากความสามารถในการป้องกันรังสี [3][7][11]. ระบบใช้ครั้งเดียวมักจะถูกจัดหามาในสภาพที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว เพื่อลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนตั้งแต่เริ่มต้น [3].
การตรวจสอบและการรับรองระบบ
เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ การตรวจสอบที่เข้มงวดเป็นสิ่งสำคัญ กระบวนการนี้ยืนยันว่าเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาพการผลิตจริง ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง
การรับรองการติดตั้ง (IQ) เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ได้รับการติดตั้งและปรับเทียบอย่างถูกต้อง ในขณะที่ การรับรองการทำงาน (OQ) ทดสอบรอบ SIP และ CIP ภายใต้สถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดเพื่อยืนยันว่าระบบรักษาอุณหภูมิ 121°C ได้อย่างสม่ำเสมอ[10] สุดท้าย การรับรองประสิทธิภาพ (PQ) เกี่ยวข้องกับการจำลองการผลิตด้วยสื่อเพื่อยืนยันความปลอดเชื้อในหลายชุด[10] .
การทดสอบความสมบูรณ์ของตัวกรองมีบทบาทสำคัญในกระบวนการตรวจสอบนี้ การทดสอบจุดฟองตรวจสอบว่าตัวกรองที่เปียกสามารถทนต่อแรงดันอากาศที่เฉพาะเจาะจงได้หรือไม่ (e.g., 3.5 bar สำหรับฟิลเตอร์โพลีอีเทอร์ซัลโฟน 0.2 µm) โดยไม่รั่ว [5]. การทดสอบการไหลแบบแพร่กระจาย ซึ่งวัดอัตราการซึมผ่านของก๊าซ (โดยทั่วไปต่ำกว่า 100 ml/min) ยืนยันเพิ่มเติมว่าฟิลเตอร์สามารถรักษาอัตราการกักเก็บแบคทีเรียได้เกิน 99.999% ตามที่ระบุโดย มาตรฐาน ASTM F838-05 [5] . การศึกษาการตรวจสอบได้แสดงให้เห็นว่าระบบไบโอรีแอคเตอร์ตรงตามข้อกำหนดความปลอดเชื้อ โดยมีผลลบ 100% สำหรับการปนเปื้อนทั้งที่ 48 และ 96 ชั่วโมง ตามมาตรฐาน European Pharmacopoeia [4] .
การลดการปนเปื้อนในวัฒนธรรมเซลล์: แหล่งที่มาของการปนเปื้อน
แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเตรียมและการจัดการสื่อปลอดเชื้อ
เพื่อให้ความเสี่ยงของการปนเปื้อนลดลง การปฏิบัติตามโปรโตคอลที่เข้มงวดสำหรับการเตรียมและการจัดการสื่อเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความปลอดเชื้อ
การควบคุมคุณภาพวัตถุดิบ
การปนเปื้อนมักเกิดจากวัตถุดิบ ทำให้การคัดเลือกผู้จัดจำหน่ายเป็นขั้นตอนสำคัญ โรงงานผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงควรดำเนินการตรวจสอบผู้จัดจำหน่ายเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิบัติตามมาตรฐาน GMP ประเมินระบบคุณภาพของพวกเขา และจัดทำข้อตกลงทางเทคนิค ข้อตกลงเหล่านี้ควรกำหนดข้อกำหนดความปลอดเชื้อ ขีดจำกัดของเอนโดท็อกซิน (โดยทั่วไปต่ำกว่า 0.25 EU/ml) และยืนยันการไม่มีการปนเปื้อนของไมโคพลาสมา [5].
เมื่อได้รับวัตถุดิบ ควรตรวจสอบความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ ซีลป้องกันการงัดแงะ และการติดฉลากที่ถูกต้อง แต่ละชุดต้องมีใบรับรองการวิเคราะห์ที่ยืนยันตัวชี้วัดสำคัญ เช่น เอกลักษณ์ ความบริสุทธิ์ ค่า pH และออสโมลาลิตี้ ส่วนประกอบที่มีความเสี่ยงสูง เช่น ไฮโดรไลเสต ปัจจัยการเจริญเติบโต และสารสกัดจากยีสต์ ต้องการการทดสอบปริมาณจุลินทรีย์เพิ่มเติม โดยทั่วไปขีดจำกัดจะกำหนดไว้ต่ำกว่า 10 CFU/100 ml [5]. สำหรับทีมในสหราชอาณาจักร การปรับมาตรการเหล่านี้ให้สอดคล้องกับ แนวทางของ MHRA จะสนับสนุนการปฏิบัติตามกฎระเบียบในอนาคต
เมื่อวัตถุดิบผ่านการตรวจสอบที่เข้มงวดเหล่านี้ การรักษาความปลอดเชื้อระหว่างการเตรียมสื่อจะกลายเป็นจุดสำคัญถัดไป
การเตรียมและการเก็บรักษาสื่อ
การใช้ระบบผสมแบบปิดเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการสัมผัสระหว่างการเตรียมสื่อ ถุงผสมแบบใช้ครั้งเดียวที่ติดตั้งตัวกรองระบายอากาศปลอดเชื้อ ใบพัดขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก และขั้วต่อปลอดเชื้อ ช่วยให้การเตรียมและการถ่ายโอนปลอดภัยโดยไม่กระทบต่อการกักกัน [3][5] หรือสามารถใช้ภาชนะสแตนเลสที่มีความสามารถ SIP/CIP ได้ โดยมีเงื่อนไขว่าต้องติดตั้งตัวกรองระบายอากาศขนาด 0.2 µm และสายที่สามารถฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำได้
สำหรับสื่อที่ไวต่อความร้อน การกรองปลอดเชื้อเป็นสิ่งจำเป็น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวกรองล่วงหน้าขนาด 0.45 µm ตามด้วย 0.2 µm final filter, with the process conducted in a biosafety cabinet or within a closed system. Integrity tests, like bubble-point checks, should be performed both before and after filtration. Once prepared, the media must be stored in pre-sterilised, sealed containers at 2–8°C, with storage durations determined by stability studies [5]. Labels should clearly display the preparation date and time (e.g., 15/03/2026 14:00), storage conditions, and expiry details to ensure traceability.
With preparation and storage secured, attention must then shift to the personnel handling the process.
Personnel and Procedural Controls
Operators play a pivotal role in maintaining sterility and must follow strict aseptic techniques.สิ่งนี้รวมถึงการสวมถุงมือปลอดเชื้อ, ผ้าคลุมผมและเครา, หน้ากาก, และชุดคลุม, และปฏิบัติตาม SOPs ที่มีรายละเอียดซึ่งประกอบด้วยแผนภาพการไหลแบบกราฟิก, จุดควบคุมที่สำคัญที่กำหนดไว้, และเกณฑ์การยอมรับ [3][5]. การฝึกอบรมเทคนิคปลอดเชื้ออย่างครอบคลุมเป็นสิ่งจำเป็น, โดยต้องมีการรับรองใหม่ทุกปี, พร้อมกับขั้นตอนการสวมชุดที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนซึ่งแยกพื้นที่เปลี่ยนชุดออกเป็นขั้นตอนที่แตกต่างกัน.
เพื่อให้ความเสี่ยงของการปนเปื้อนลดลง, ผู้ปฏิบัติงานควรทำงานอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างความปั่นป่วน, ฆ่าเชื้อถุงมือเป็นประจำ, และจำกัดการเคลื่อนไหวเหนืออุปกรณ์ที่เปิดอยู่. การตรวจสอบสภาพแวดล้อมเป็นประจำ, เช่น การทดสอบแผ่นปลายนิ้วถุงมือ, ช่วยให้มั่นใจว่าพฤติกรรมของผู้ปฏิบัติงานยังคงอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้.นอกจากนี้
sbb-itb-ffee270
การตรวจสอบและตอบสนองต่อการปนเปื้อน
แม้จะมีมาตรการป้องกันที่เข้มงวดที่สุด การปนเปื้อนก็ยังสามารถเกิดขึ้นได้ นั่นคือเหตุผลที่การตรวจจับแต่เนิ่นๆ มีความสำคัญ ระบบการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และโปรโตคอลการตอบสนองที่มีโครงสร้างดีช่วยให้โรงงานผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงสามารถตรวจพบปัญหาได้อย่างรวดเร็วและลดการสูญเสียการผลิต ด้านล่างนี้เราจะสำรวจเครื่องมือและกลยุทธ์ที่ใช้ในการตรวจสอบการปนเปื้อนและตอบสนองอย่างมีประสิทธิภาพ
การตรวจสอบแบบ In-Line และ At-Line
เซ็นเซอร์แบบ In-line เป็นแนวป้องกันแรก โดยให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องโดยไม่ทำลายความปลอดเชื้อเซ็นเซอร์เหล่านี้ติดตามพารามิเตอร์สำคัญ เช่น ออกซิเจนละลาย (DO), pH, อุณหภูมิ, กำลังการกวน, และองค์ประกอบของก๊าซที่ปล่อยออกมา (ระดับ O₂ และ CO₂) [3] [9]. เมื่อเกิดการปนเปื้อน ประชากรจุลินทรีย์จะแข่งขันกับเซลล์สัตว์เพื่อแย่งสารอาหารและออกซิเจนที่จำเป็น การแข่งขันนี้มักทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ เช่น การลดลงอย่างรวดเร็วของ DO - ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้การบริโภคออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น - หรืออัตราส่วนการหายใจที่ผิดปกติ (อัตราส่วน CO₂/O₂) ซึ่งมักบ่งบอกถึงกิจกรรมของจุลินทรีย์มากกว่าพฤติกรรมเซลล์ปกติ [3][9].
การตรวจสอบที่เส้นข้างช่วยเสริมเซ็นเซอร์ในสายโดยอนุญาตให้ทดสอบตัวอย่างจากเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพได้อย่างรวดเร็ว เทคนิคเช่นการวัดความหนาแน่นเชิงแสง (OD₆₀₀ หรือ OD₆₅₀) สามารถตรวจจับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ต่างชาติได้ ในขณะที่การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์สำหรับโครงสร้างเซลล์ที่ผิดปกติ (e.g., rods or budding yeast) and glucose, lactate, or ammonia readings outside expected patterns provide further insights [9]. การทดสอบ ATP bioluminescence มีประโยชน์อย่างยิ่ง โดยให้ข้อมูลย้อนกลับเกี่ยวกับการมีอยู่ของจุลินทรีย์ภายในไม่กี่ชั่วโมง ช่วยให้สามารถตอบสนองได้เร็วขึ้น [5] . เพื่อให้เครื่องมือเหล่านี้มีประสิทธิภาพ สถานประกอบการควรกำหนดช่วงการทำงานปกติสำหรับแต่ละพารามิเตอร์และตั้งค่าขีดจำกัดการเตือนภัย - โดยทั่วไปคือการเบี่ยงเบน 10–15% จากแนวโน้มที่คาดไว้ - ที่กระตุ้นการดำเนินการทันที เช่น การสุ่มตัวอย่างที่เพิ่มขึ้นหรือการหยุดการเติมอาหาร [9].
ในขณะที่ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ให้การแจ้งเตือนทันที การทดสอบในห้องปฏิบัติการมีบทบาทสำคัญในการยืนยันความปลอดเชื้อในระยะยาว
การทดสอบทางจุลชีววิทยาและการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม
การทดสอบทางจุลชีววิทยาเป็นประจำช่วยให้มั่นใจได้ว่าความปลอดเชื้อจะคงอยู่ตลอดการผลิตการนับจำนวนจุลินทรีย์ที่มีชีวิต (การทดสอบปริมาณจุลินทรีย์) ควรดำเนินการทุกสัปดาห์บนสื่อที่เตรียมไว้และตัวอย่างจากไบโอรีแอคเตอร์ในขั้นตอนสำคัญ เช่น การฉีดเชื้อ การดำเนินการกลาง และก่อนการเก็บเกี่ยว [4] . สำหรับการดำเนินการไบโอรีแอคเตอร์เมล็ดพันธุ์ที่มีมูลค่าสูงหรือชุดสื่อใหม่ การทดสอบความปลอดเชื้อโดยใช้วิธีการเช่น การกรองผ่านเมมเบรนหรือการฉีดเชื้อโดยตรงพร้อมระยะเวลาการบ่ม 14 วันมักจะจำเป็น [4]. ทางเลือกที่เร็วกว่า เช่น แผง PCR หรือ qPCR ที่มีเป้าหมาย สามารถตรวจหาสารปนเปื้อนจากแบคทีเรียและเชื้อราได้ทั่วไปและให้ผลลัพธ์ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง.
การทดสอบไมโคพลาสมาเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสารปนเปื้อนที่ซ่อนอยู่ในวัฒนธรรมเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนี้ไม่สามารถตรวจพบได้โดยใช้แผ่นแบคทีเรียมาตรฐาน ควรดำเนินการทดสอบ PCR หรือ qPCR ในจุดสำคัญในสายการผลิตเมล็ดพันธุ์ รวมถึงธนาคารเซลล์หลักและธนาคารเซลล์ที่ใช้งาน รวมถึงไบโอรีแอคเตอร์ N–1 หรือ N–2.การทดสอบเหล่านี้ควรทำอย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อธนาคารเซลล์ใหม่และเป็นระยะ ๆ เช่น รายไตรมาส สำหรับแต่ละสายการผลิต การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมควรมุ่งเน้นไปที่พื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงรอบ ๆ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ เช่น แผ่นหัว, พอร์ต, จุดเก็บตัวอย่าง, และตู้ความปลอดภัยทางชีวภาพที่ใช้ในระหว่างการฉีดเชื้อ วิธีการเช่น การเก็บตัวอย่างอากาศที่มีชีวิต, แผ่นตั้งใกล้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ, และการเช็ดพื้นผิวบนอุปกรณ์และแผงโอนช่วยระบุความเสี่ยงของการปนเปื้อน ข้อมูลพื้นฐานที่เก็บรวบรวมในช่วง 6–12 เดือนสามารถกำหนดขีดจำกัดการแจ้งเตือนและการดำเนินการ ซึ่งเมื่อเกินขีดจำกัดจะกระตุ้นให้มีการทำความสะอาดและการตรวจสอบเพิ่มเติม
โปรโตคอลการตอบสนองต่อการปนเปื้อน
การตรวจจับอย่างรวดเร็วเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ - การตอบสนองที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความปลอดเชื้อ เมื่อสงสัยว่ามีการปนเปื้อน ต้นไม้การตัดสินใจที่มีโครงสร้างจะนำทางขั้นตอนต่อไปหากตรวจพบการเบี่ยงเบนหรือผลการทดสอบอย่างรวดเร็วเป็นบวก ขั้นตอนแรกคือการตรวจสอบความแม่นยำของเครื่องมือ ทำการวัดซ้ำ และเก็บตัวอย่างปลอดเชื้อสำหรับการทดสอบเพิ่มเติม รวมถึงการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ ความหนาแน่นเชิงแสง และการเรืองแสงชีวภาพ ATP ชุดที่ได้รับผลกระทบจะถูกจัดสถานะเป็น "ต้องสงสัย" และการเปลี่ยนแปลงกระบวนการจะถูกหยุดชั่วคราวรอการประเมิน การทดสอบเพิ่มเติม เช่น การย้อมสีแกรมและ PCR/qPCR อย่างรวดเร็วสำหรับเป้าหมายแบคทีเรีย เชื้อรา หรือไมโคพลาสมา จะถูกดำเนินการ ในขณะที่การตรวจสอบในสายการผลิตจะถูกเพิ่มความเข้มข้นเพื่อรวบรวมข้อมูลบ่อยขึ้น หากการทดสอบอย่างรวดเร็วเป็นลบและพารามิเตอร์มีเสถียรภาพ ชุดนั้นสามารถถูกจัดประเภทใหม่ได้ โดยมีการบันทึกเหตุผลทั้งหมดไว้
หากการทดสอบอย่างรวดเร็วยืนยันการปนเปื้อนหรือแนวโน้มที่ผิดปกติยังคงอยู่ การสอบสวนเต็มรูปแบบจะเริ่มขึ้นภายใน 6–48 ชั่วโมง ซึ่งรวมถึงการนับจาน การทดสอบความปลอดเชื้อ และการตรวจสอบข้อมูลการเฝ้าระวังสิ่งแวดล้อมการวิเคราะห์สาเหตุราก (RCA) ตรวจสอบการแทรกแซงล่าสุดทั้งหมด การเพิ่มวัสดุ และการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ในช่วง 48–72 ชั่วโมงที่ผ่านมา ชุดการผลิตยังคงถูกกักกันและแยกออกจากกระบวนการต่อเนื่อง การตัดสินใจขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับประเภทและขอบเขตของการปนเปื้อน ขั้นตอนการผลิต และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ ในกรณีส่วนใหญ่ การปนเปื้อนที่ได้รับการยืนยันจะนำไปสู่การทิ้งชุดการผลิต แม้ว่ากรณีที่อยู่ในขอบเขตอาจได้รับการประเมินเพื่อการกู้คืนที่เป็นไปได้ตามปัจจัยเฉพาะ การดำเนินการแก้ไข - เช่น การขยายรอบการฆ่าเชื้อ การรับรองอุปกรณ์ใหม่ หรือการอัปเดตขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOPs) - ต้องดำเนินการและตรวจสอบก่อนที่การผลิตจะเริ่มใหม่ โปรโตคอลเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและช่วยให้สถานประกอบการรักษาการปฏิบัติตามมาตรฐานของสหราชอาณาจักรและสหภาพยุโรป โดยมีเครื่องมือเช่นที่เสนอโดย
วิธีที่ Cellbase สนับสนุนโซลูชันการปลอดเชื้อ
การปลอดเชื้อเป็นรากฐานสำคัญของการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง และการบรรลุเป้าหมายนี้ต้องการมากกว่าแค่ระเบียบวิธีที่เข้มงวด มันต้องการส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ เช่น ถุงบรรจุสื่อที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว, ตัวกรองที่ผ่านการตรวจสอบ, ข้อต่อปลอดเชื้อ, และท่อที่เข้ากันได้ สำหรับทีมในสหราชอาณาจักรที่กำลังเปลี่ยนจากการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตในระดับนำร่องหรือเชิงพาณิชย์ การจัดหาส่วนประกอบเฉพาะทางเหล่านี้อาจเป็นเรื่องท้าทาย นั่นคือที่ที่
การจัดหาชิ้นส่วนที่พร้อมสำหรับการฆ่าเชื้อ
- วิธีการฆ่าเชื้อ: ตัวเลือกเช่น การฉายรังสีแกมมา, EtO, หรือความเข้ากันได้กับเครื่องนึ่งฆ่าเชื้อ
- เอกสารกำกับดูแล: ใบรับรองการวิเคราะห์, ข้อมูลสารสกัดและสารชะล้าง
- ประเภทการเชื่อมต่อ: การเชื่อมแบบปลอดเชื้อหรือขั้วต่อที่ปลอดเชื้อ
- ความเข้ากันได้ของวัสดุ: การรับรองความเหมาะสมกับสื่อที่ปราศจากส่วนประกอบจากสัตว์[3][5].
ผ่านตลาด ทีมสามารถเปรียบเทียบรายการเช่น ตัวกรองของเหลวเกรดฆ่าเชื้อ 0.2 µm, 0.2–0.ฟิลเตอร์แก๊สขนาด 45 µm สำหรับช่องระบายของไบโอรีแอคเตอร์, ชุดประกอบใช้ครั้งเดียวที่ผ่านการฉายรังสีแกมมา, และท่อที่ประกอบล่วงหน้าแล้ว ส่วนประกอบทั้งหมดมีการติดป้ายชัดเจนสำหรับการใช้งานในระบบไบโอรีแอคเตอร์แบบปิด สำหรับผู้ใช้ในสหราชอาณาจักร แพลตฟอร์มนี้ให้ข้อมูลราคาที่เป็น £ พร้อมกับระยะเวลาการจัดส่งและปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำ ความโปร่งใสนี้ช่วยให้ทีมผลิตสามารถคำนวณต้นทุนต่อชุดได้อย่างแม่นยำและวางแผนการขยายจากการดำเนินงานขนาดเล็กเป็นระบบที่จัดการได้หลายร้อยลิตร โดยการลดการพึ่งพาส่วนประกอบที่ไม่ได้รับการตรวจสอบและใช้งานตามความจำเป็น
การสร้างระบบอุปกรณ์ที่เข้ากันได้
ความปลอดเชื้อไม่ใช่แค่เรื่องของส่วนประกอบแต่ละชิ้น; มันเกี่ยวกับการทำให้อุปกรณ์ทั้งหมดทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่น
การใช้
บทสรุป
ข้อคิดสำคัญสำหรับมืออาชีพในอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยง
ความปลอดเชื้อเป็นกระดูกสันหลังของการผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยง การป้องกันการปนเปื้อนมีความคุ้มค่ามากกว่าการจัดการกับผลที่ตามมา - เหตุการณ์การปนเปื้อนเพียงครั้งเดียวสามารถทำลายชุดการผลิตทั้งหมด, ขัดจังหวะตารางเวลา, และเพิ่มต้นทุนอย่างมาก[9] กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการรวมการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ถูกสุขลักษณะ, วิธีการฆ่าเชื้อที่ผ่านการตรวจสอบ, การกรองที่ปลอดเชื้อ, และโปรโตคอลปลอดเชื้อที่เข้มงวดการใช้ส่วนประกอบที่ใช้ครั้งเดียวซึ่งผ่านการฆ่าเชื้อด้วยการฉายรังสีแกมมาช่วยขจัดความเสี่ยงของการปนเปื้อนภายใน ในขณะที่ระบบปิดช่วยป้องกันภัยคุกคามจากภายนอก [3] สำหรับสื่อของเหลวและสายแก๊ส การกรองแบบปลอดเชื้อมีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัย [3][5].
การตรวจสอบทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันที่สอง การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในพารามิเตอร์สำคัญ เช่น อุณหภูมิ (37 °C), pH (6.8–7.4), ออกซิเจนละลาย (30–60%), และระดับ CO₂ (<10%) สามารถแจ้งเตือนการเบี่ยงเบนได้อย่างรวดเร็ว การทดสอบทางจุลชีววิทยาตามกำหนดเวลา เช่น การทดสอบโดยใช้ระบบ Bact/Alert ภายใต้แนวทางของ European Pharmacopoeia 2.6.27 ยืนยันความปลอดเชื้อภายใน 48–96 ชั่วโมง [1][4]การออกแบบเมมเบรนไบโอรีแอคเตอร์ที่ผ่านการตรวจสอบแล้วแสดงให้เห็นว่า ไม่มีการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ในระหว่างการทดสอบเหล่านี้ พิสูจน์ได้ว่าการควบคุมที่แข็งแกร่งให้ผลลัพธ์ [4] ในกรณีที่เกิดการปนเปื้อน โปรโตคอลการตอบสนองอย่างรวดเร็วสามารถลดเวลาหยุดทำงานและป้องกันปัญหาซ้ำ [7][10].
สำหรับทีมในสหราชอาณาจักรที่ขยายการดำเนินงานจากระดับห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตนำร่องหรือเชิงพาณิชย์ การปฏิบัติเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จในระยะยาว พวกเขาวางรากฐานสำหรับแนวทางการออกแบบเพื่อความปลอดเชื้อเชิงรุก
ข้อคิดสุดท้ายเกี่ยวกับการออกแบบเพื่อความปลอดเชื้อ
แนวทางการออกแบบเพื่อความปลอดเชื้อช่วยขจัดความเสี่ยงจากการปนเปื้อนตั้งแต่เริ่มต้น ซึ่งหมายถึงการเลือกใช้ไบโอรีแอคเตอร์แบบปิดและอัตโนมัติที่มีความสามารถในการทำความสะอาดในสถานที่ (CIP) และการอบไอน้ำในสถานที่ (SIP) ควบคู่ไปกับส่วนประกอบที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วพร้อมซีลและตัวกรองที่ผ่านการตรวจสอบ [3][10]ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมแนะนำการฆ่าเชื้อด้วยรังสีสำหรับชิ้นส่วนพลาสติกและการใช้ระบบอัตโนมัติเพื่อลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน ข้อมูลสนับสนุนมาตรการเหล่านี้ โดยแสดงให้เห็นถึงการประหยัดต้นทุนจากไบโอรีแอคเตอร์แบบปิดและผลการทดสอบความปลอดเชื้อที่เป็นลบอย่างต่อเนื่องในระบบที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว [3][6][9] การเปลี่ยนจากการทำความสะอาดแบบตอบสนองไปสู่การออกแบบเชิงรุกไม่เพียงแต่ลดความเสี่ยง แต่ยังสนับสนุนการผลิตที่สามารถขยายได้และสอดคล้องกับ GMP
กลยุทธ์ที่ครอบคลุม - ตั้งแต่การออกแบบระบบไปจนถึงการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง - เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสำเร็จของการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง สำหรับมืออาชีพในสาขานี้
คำถามที่พบบ่อย
วิธีการฆ่าเชื้อที่ดีที่สุดสำหรับการรับรองความปลอดเชื้อของไบโอรีแอคเตอร์คืออะไร?
เมื่อพูดถึงไบโอรีแอคเตอร์แบบใช้ครั้งเดียว การรับรองว่าปราศจากสารปนเปื้อนเป็นสิ่งสำคัญ วิธีการฆ่าเชื้อที่พบบ่อยได้แก่ การฉายรังสีกัมมา การฆ่าเชื้อด้วยสารเคมี ด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อ และ การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ โดยใช้เครื่องนึ่งฆ่าเชื้อ วิธีการเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อเตรียมไบโอรีแอคเตอร์ให้พร้อมใช้งานอย่างปลอดภัยทันที
สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ใช้หลายครั้ง การรักษาความปลอดเชื้อจะมีวิธีการที่แตกต่างกันเล็กน้อย วิธีที่พบมากที่สุดได้แก่ การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำในสถานที่ , การทำความสะอาดด้วยสารเคมี ด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อ และบางครั้ง การฆ่าเชื้อด้วยรังสี UV เพื่อเพิ่มการควบคุมจุลินทรีย์ เพื่อรับประกันสภาพแวดล้อมที่ปราศจากการปนเปื้อน สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบกระบวนการฆ่าเชื้อเหล่านี้เป็นประจำ
ขั้นตอนใดบ้างที่สามารถทำได้เพื่อลดความเสี่ยงจากความผิดพลาดของมนุษย์ที่ทำให้เกิดการปนเปื้อนในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ
การลดความผิดพลาดเป็นสิ่งสำคัญเมื่อพูดถึงการรักษาความปลอดเชื้อของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ สิ่งสำคัญคือต้องมี ขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOPs) ที่ชัดเจน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสมาชิกในทีมทุกคนได้รับ การฝึกอบรมอย่างละเอียด และทำการอัตโนมัติกระบวนการสำคัญเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้เพื่อลดความจำเป็นในการจัดการด้วยตนเอง
การตรวจสอบและยืนยันสภาพต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ระดับ pH และความปลอดเชื้ออย่างสม่ำเสมอเป็นอีกขั้นตอนที่สำคัญ ซึ่งช่วยในการจับและแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เนิ่นๆ โดยการรวมการปฏิบัติเหล่านี้เข้าด้วยกัน คุณสามารถลดโอกาสการปนเปื้อนที่เกี่ยวข้องกับความผิดพลาดของมนุษย์ได้อย่างมาก
ทำไมการตรวจสอบจึงมีความสำคัญต่อการรักษาความปลอดเชื้อในกระบวนการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ?
การตรวจสอบมีบทบาทสำคัญในการรับรองความปลอดเชื้อระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพโดยการให้ข้อมูลอัปเดตแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่จำเป็น การเฝ้าระวังปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ระดับ pH และระดับออกซิเจนที่ละลาย ช่วยให้สามารถตรวจจับการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และช่วยรักษาสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโต
โดยการล่วงหน้าต่อปัญหาที่อาจเกิดขึ้น การตรวจสอบไม่เพียงแต่ลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน แต่ยังปกป้องคุณภาพของสื่อการเจริญเติบโตและรับรองกระบวนการผลิตที่เชื่อถือได้สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง ซึ่งความสะอาดมีผลโดยตรงต่อความปลอดภัยและคุณภาพของผลิตภัณฑ์สุดท้าย
