Awọn iroyin - Abojuto ti Awọn ipele Atẹgun ti Tutuka ninu Ilana Sisinmi elegbogi Bio

Kini Atẹgun Tutuka?

Atẹgun ti tuka (DO) tọka si atẹgun molikula (O_₂) ti a tu sinu omi. O yato si awọn ọta atẹgun ti o wa ninu awọn ohun elo omi (H_₂O), bi o ti wa ninu omi ni irisi awọn ohun elo atẹgun ominira, boya ti ipilẹṣẹ lati oju-aye tabi ti ipilẹṣẹ nipasẹ photosynthesis nipasẹ awọn ohun ọgbin inu omi. Idojukọ ti DO ni ipa nipasẹ ọpọlọpọ awọn ifosiwewe, pẹlu iwọn otutu, iyọ, ṣiṣan omi, ati awọn iṣẹ iṣe ti ibi. Bii iru bẹẹ, o ṣiṣẹ bi atọka to ṣe pataki fun iṣayẹwo ilera ati ipo idoti ti awọn agbegbe inu omi.

Awọn atẹgun ti a tuka ṣe ipa pataki ni igbega iṣelọpọ ti microbial, ni ipa isunmi cellular, idagba, ati biosynthesis ti awọn ọja iṣelọpọ. Sibẹsibẹ, awọn ipele ti o ga julọ ti itọka atẹgun kii ṣe anfani nigbagbogbo. Atẹgun ti o pọ ju le ja si iṣelọpọ agbara siwaju ti awọn ọja ti a kojọpọ ati pe o le fa awọn aati majele. Awọn ipele DO ti o dara julọ yatọ laarin awọn oriṣiriṣi kokoro arun. Fun apẹẹrẹ, lakoko biosynthesis ti pẹnisilini, DO jẹ itọju deede ni isunmọ 30% itẹlọrun afẹfẹ. Ti DO ba lọ silẹ si odo ti o si wa ni ipele yẹn fun iṣẹju marun, iṣelọpọ ọja le bajẹ ni pataki. Ti ipo yii ba wa fun iṣẹju 20, ibajẹ ti ko le yipada le waye.

Lọwọlọwọ, awọn sensọ DO ti o wọpọ julọ le ṣe iwọn iwọn afẹfẹ ojulumo nikan, dipo ifọkansi pipe ti atẹgun tituka. Lẹhin sterilization ti alabọde aṣa, aeration ati aruwo ni a ṣe titi ti kika sensọ yoo fi duro, ni aaye wo iye ti ṣeto si 100% saturation afẹfẹ. Awọn wiwọn atẹle lakoko ilana bakteria da lori itọkasi yii. Awọn iye DO pipe ko le ṣe ipinnu nipa lilo awọn sensọ boṣewa ati pe o nilo awọn imọ-ẹrọ ilọsiwaju diẹ sii, gẹgẹ bi aworan polarography. Sibẹsibẹ, awọn wiwọn ekunrere afẹfẹ ni gbogbogbo to fun ibojuwo ati ṣiṣakoso awọn ilana bakteria.

Laarin fermenter, awọn ipele DO le yatọ kọja awọn agbegbe oriṣiriṣi. Paapaa nigbati a ba gba kika iduroṣinṣin ni aaye kan, awọn iyipada le tun waye ni awọn media aṣa kan. Awọn fermenters ti o tobi julọ maa n ṣe afihan awọn iyatọ aaye ti o tobi julọ ni awọn ipele DO, eyiti o le ni ipa pataki idagbasoke ati iṣelọpọ makirobia. Ẹri idanwo ti fihan pe, botilẹjẹpe apapọ ipele DO le jẹ 30%, iṣẹ ṣiṣe bakteria labẹ awọn ipo iyipada jẹ pataki ni kekere ju labẹ awọn ipo iduroṣinṣin. Nitoribẹẹ, ni iwọn-soke ti awọn fermenters-ni ikọja awọn ero ti jiometirika ati ibajọra agbara — idinku awọn iyatọ aaye DO jẹ ipinnu iwadii bọtini kan.

Kini idi ti Abojuto Atẹgun ti tuka Ṣe pataki ni Bakteria Biopharmaceutical?

1. Lati Ṣetọju Ayika Idagba Idara julọ fun Awọn microorganisms tabi Awọn sẹẹli
Bakteria ile-iṣẹ ni igbagbogbo pẹlu awọn microorganisms aerobic, gẹgẹbi Escherichia coli ati iwukara, tabi awọn sẹẹli mammalian, gẹgẹbi awọn sẹẹli Hamster Ovary Kannada (CHO). Awọn sẹẹli wọnyi ṣiṣẹ bi “awọn oṣiṣẹ” laarin eto bakteria, nilo atẹgun fun isunmi ati iṣẹ ṣiṣe ti iṣelọpọ. Atẹgun ṣiṣẹ bi olugba elekitironi ebute ni isunmi aerobic, ti n mu iṣelọpọ agbara ni irisi ATP. Ipese atẹgun ti ko to le ja si gbigbẹ cellular, imuni idagba, tabi iku sẹẹli paapaa, nikẹhin abajade ikuna bakteria. Abojuto awọn ipele DO ṣe idaniloju pe awọn ifọkansi atẹgun wa laarin iwọn to dara julọ fun idagbasoke sẹẹli ati ṣiṣeeṣe.

2. Lati Rii daju Akopọ daradara ti Awọn ọja Àkọlé
Idi ti bakteria biopharmaceutical kii ṣe lati ṣe igbega igbega sẹẹli nikan ṣugbọn lati dẹrọ iṣelọpọ daradara ti awọn ọja ibi-afẹde ti o fẹ, gẹgẹbi insulin, awọn egboogi monoclonal, awọn oogun ajesara, ati awọn ensaemusi. Awọn ipa ọna biosynthetic wọnyi nigbagbogbo nilo igbewọle agbara idaran, nipataki yo lati isunmi aerobic. Ni afikun, ọpọlọpọ awọn eto enzymatic ti o ni ipa ninu iṣelọpọ ọja taara da lori atẹgun. Aipe atẹgun le ṣe idalọwọduro tabi dinku ṣiṣe awọn ipa ọna wọnyi.

Pẹlupẹlu, awọn ipele DO ṣiṣẹ bi ifihan agbara ilana. Mejeeji giga giga ati awọn ifọkansi DO kekere le:
- Yipada awọn ipa ọna iṣelọpọ cellular, fun apẹẹrẹ, iyipada lati isunmi aerobic si bakteria anaerobic ti ko munadoko.
- Ṣe okunfa awọn idahun aapọn cellular, ti o yori si iṣelọpọ ti awọn ọja-ọja ti ko fẹ.
- Ni ipa awọn ipele ikosile ti awọn ọlọjẹ exogenous.

Nipa ṣiṣakoso deede awọn ipele DO ni awọn ipele oriṣiriṣi ti bakteria, o ṣee ṣe lati ṣe itọsọna iṣelọpọ cellular si ọna iṣelọpọ ibi-afẹde ti o pọju, nitorinaa iyọrisi iwuwo giga ati bakteria-giga.

Ifihan si Atọka Sisan Omi fun Awọn oogun Bio

3. Lati Dena Aipe Atẹgun tabi Apọju
Aipe atẹgun (hypoxia) le ni awọn abajade to lagbara:
- Idagba sẹẹli ati iṣelọpọ ọja dawọ.
- Metabolism yipada si awọn ipa ọna anaerobic, ti o yọrisi ikojọpọ awọn acids Organic gẹgẹbi lactic acid ati acetic acid, eyiti o dinku pH ti alabọde aṣa ati pe o le majele awọn sẹẹli naa.
- Hypoxia gigun le fa ipalara ti ko ni iyipada, pẹlu imularada ti ko pe paapaa lẹhin ti a ti mu ipese atẹgun pada.

Atẹgun ti o pọ ju (supersaturation) tun fa awọn eewu:
- O le fa aapọn oxidative ati dida awọn eya atẹgun ifaseyin (ROS), eyiti o ba awọn membran sẹẹli ati awọn ohun elo biomolecules jẹ.
- Aeration ti o pọ ju ati ijakadi pọ si agbara agbara ati awọn idiyele iṣẹ, ti o yori si egbin awọn orisun ti ko wulo.

4. Gẹgẹbi Itọka Pataki fun Abojuto Akoko-gidi ati Iṣakoso Idahun

DO jẹ akoko gidi kan, lilọsiwaju, ati paramita okeerẹ ti o ṣe afihan awọn ipo inu ti eto bakteria. Awọn iyipada ni awọn ipele DO le ṣe afihan ni ifarabalẹ ọpọlọpọ awọn ẹya-ara ati awọn ipinlẹ iṣiṣẹ:
- Idagba sẹẹli ni iyara mu agbara atẹgun pọ si, nfa awọn ipele DO lati kọ.
- Ilọkuro sobusitireti tabi idinamọ fa fifalẹ iṣelọpọ agbara, idinku agbara atẹgun ati nfa awọn ipele DO dide.
- Ibajẹ nipasẹ awọn microorganisms ajeji ṣe ayipada ilana lilo atẹgun, ti o yori si awọn iyipada DO ajeji ati ṣiṣe bi ifihan ikilọ kutukutu.
- Awọn aiṣedeede ohun elo, gẹgẹbi ikuna aruwo, idinamọ paipu eefin, tabi eefin àlẹmọ, tun le ja si ihuwasi DO ajeji.

Nipa iṣakojọpọ ibojuwo DO ni akoko gidi sinu eto iṣakoso esi adaṣe, ilana deede ti awọn ipele DO le ṣee ṣe nipasẹ awọn atunṣe agbara ti awọn aye atẹle wọnyi:
- Iyara iyara: Alekun iyara pọ si olubasọrọ gaasi-omi nipasẹ fifọ awọn nyoju, nitorinaa imudarasi gbigbe gbigbe atẹgun. Eyi jẹ ọna ti o wọpọ julọ ati ti o munadoko.
- Oṣuwọn afẹfẹ: Ṣatunṣe iwọn sisan tabi akopọ ti gaasi ti nwọle (fun apẹẹrẹ, jijẹ ipin ti afẹfẹ tabi atẹgun mimọ).
- Iwọn ojò: Gbigbe titẹ mu titẹ apakan atẹgun pọ si, nitorinaa imudara solubility.
- Iwọn otutu: Isalẹ iwọn otutu pọ si solubility atẹgun ni alabọde aṣa.

Awọn iṣeduro ọja BOQU fun ibojuwo ori ayelujara ti bakteria ti ibi: