خبرونه - د بایو درملو د تخمر په پروسه کې د حل شوي اکسیجن کچې څارنه

منحل اکسیجن څه شی دی؟

منحل اکسیجن (DO) مالیکولي اکسیجن (O) ته اشاره کوي._₂) چې په اوبو کې حل کیږي. دا د اوبو په مالیکولونو کې موجود اکسیجن اتومونو څخه توپیر لري (H_₂O)، ځکه چې دا په اوبو کې د خپلواک اکسیجن مالیکولونو په بڼه شتون لري، یا له اتموسفیر څخه سرچینه اخلي یا د آبي نباتاتو لخوا د فوتوسنتز له لارې رامینځته کیږي. د DO غلظت د مختلفو فکتورونو لخوا اغیزمن کیږي، پشمول د تودوخې، مالګینتوب، د اوبو جریان، او بیولوژیکي فعالیتونو. په دې توګه، دا د آبي چاپیریالونو د روغتیا او ککړتیا حالت ارزولو لپاره د یو مهم شاخص په توګه کار کوي.

منحل شوي اکسیجن د مایکروبیل میټابولیزم په وده کې مهم رول لوبوي، د حجروي تنفس، ودې او د میټابولیک محصولاتو بایوسینتیز باندې اغیزه کوي. په هرصورت، د منحل شوي اکسیجن لوړه کچه تل ګټوره نه وي. اضافي اکسیجن ممکن د راټولو شویو محصولاتو نور میټابولیزم ته لار هواره کړي او په بالقوه توګه د زهرجنو عکس العملونو لامل شي. د مختلفو باکتریا ډولونو ترمنځ د DO غوره کچه توپیر لري. د مثال په توګه، د پنسلین د بایوسینتیز په جریان کې، DO معمولا د هوا په شاوخوا 30٪ اشباع کې ساتل کیږي. که DO صفر ته راټیټ شي او د پنځو دقیقو لپاره په دې کچه پاتې شي، د محصول جوړښت د پام وړ زیانمن کیدی شي. که دا حالت د 20 دقیقو لپاره دوام وکړي، نو نه بدلیدونکی زیان ممکن رامینځته شي.

اوس مهال، تر ټولو عام کارول شوي DO سینسرونه یوازې د نسبي هوا اشباع اندازه کولی شي، د منحل شوي اکسیجن مطلق غلظت پرځای. د کلتوري منځني تعقیم کولو وروسته، هوا ورکول او حرکت ورکول تر هغه وخته پورې ترسره کیږي چې د سینسر لوستل ثبات ومومي، په کوم ځای کې ارزښت 100٪ د هوا اشباع ته ټاکل کیږي. د تخمر پروسې په جریان کې وروسته اندازه کول د دې حوالې پراساس دي. مطلق DO ارزښتونه د معیاري سینسرونو په کارولو سره نشي ټاکل کیدی او ډیرو پرمختللو تخنیکونو ته اړتیا لري، لکه پولارګرافي. په هرصورت، د هوا اشباع اندازه کول عموما د تخمر پروسو نظارت او کنټرول لپاره کافي دي.

د تخمر په دننه کې، د DO کچه په مختلفو سیمو کې توپیر کولی شي. حتی کله چې په یوه نقطه کې یو باثباته لوستل ترلاسه شي، نو بیا هم په ځینو کلتوري رسنیو کې بدلونونه رامینځته کیدی شي. لوی تخمرونه د DO په کچه کې لوی ځایي بدلونونه ښیې، کوم چې کولی شي د مایکروبیل ودې او تولید باندې د پام وړ اغیزه وکړي. تجربوي شواهدو ښودلې چې، که څه هم د بدلون وړ شرایطو لاندې د تخمر اوسط کچه ممکن 30٪ وي، د مستحکم شرایطو لاندې د تخمر فعالیت د پام وړ ټیټ دی. له همدې امله، د تخمرونو په پیمانه کې - د جیومیټریک او بریښنا ورته والي له پامه غورځولو هاخوا - د ځایي DO توپیرونو کمول د څیړنې یو مهم هدف پاتې دی.

ولې د بایوفارماسیوټیکل تخمر کې د حل شوي اکسیجن څارنه اړینه ده؟

۱. د مایکرو ارګانیزمونو یا حجرو لپاره د ودې غوره چاپیریال ساتل
صنعتي تخمر معمولا ایروبیک مایکرو ارګانیزمونه لکه ایسچریچیا کولی او خمیر، یا تی لرونکي حجرات، لکه چینایي هیمسټر تخمدان (CHO) حجرات شاملوي. دا حجرات د تخمر سیسټم دننه د "کارګرانو" په توګه کار کوي، د تنفس او میټابولیک فعالیت لپاره اکسیجن ته اړتیا لري. اکسیجن په ایروبیک تنفس کې د ټرمینل الکترون منلوونکي په توګه کار کوي، چې د ATP په بڼه د انرژۍ تولید فعالوي. د اکسیجن ناکافي عرضه کولی شي د حجرو د بندیدو، د ودې بندیدو، یا حتی د حجرو مړینې لامل شي، چې په پای کې د تخمر ناکامۍ لامل کیږي. د DO کچو څارنه ډاډ ورکوي چې د اکسیجن غلظت د دوامداره حجرو ودې او دوام لپاره په غوره حد کې پاتې کیږي.

۲. د هدف لرونکو محصولاتو د اغیزمن ترکیب ډاډ ترلاسه کول
د بایوفارماسیوټیکل تخمیر کولو هدف یوازې د حجرو تکثیر ته وده ورکول ندي بلکه د مطلوب هدف محصولاتو لکه انسولین، مونوکلونل انټي باډیز، واکسینونو او انزایمونو مؤثره ترکیب اسانه کول دي. دا بایوسینتیک لارې ډیری وختونه د پام وړ انرژۍ ته اړتیا لري، چې په عمده توګه د ایروبیک تنفس څخه ترلاسه کیږي. سربیره پردې، ډیری انزایمیک سیسټمونه چې د محصول ترکیب کې ښکیل دي په مستقیم ډول په اکسیجن پورې اړه لري. د اکسیجن کمښت ممکن د دې لارو موثریت ګډوډ یا کم کړي.

سربېره پردې، د DO کچه د تنظیمي سیګنال په توګه عمل کوي. دواړه ډیر لوړ او ټیټ DO غلظت کولی شي:
- د حجروي میټابولیک لارو بدلول، د بیلګې په توګه، د ایروبیک تنفس څخه لږ اغیزمن انیروبیک تخمر ته لیږدول.
- د حجروي فشار غبرګونونه رامینځته کوي، چې د ناغوښتل شوي فرعي محصولاتو تولید لامل کیږي.
- د خارجي پروټینونو د څرګندیدو کچه اغیزمنه کړئ.

د تخمر په مختلفو مرحلو کې د DO کچه په دقیق ډول کنټرولولو سره، دا ممکنه ده چې د حجرو میټابولیزم د اعظمي هدف محصول ترکیب په لور رهبري کړئ، په دې توګه د لوړ کثافت او لوړ حاصل تخمر ترلاسه کول.

د بایو درملو لپاره د اوبو د جریان چارټ معرفي کول

۳. د اکسیجن کمښت یا زیاتوالي مخنیوي لپاره
د اکسیجن کمښت (هایپوکسیا) کولی شي جدي پایلې ولري:
- د حجرو وده او د محصول ترکیب بندیږي.
- میټابولیزم انیروبیک لارو ته بدلیږي، چې په پایله کې د عضوي اسیدونو لکه لیکټیک اسید او اسیتیک اسید راټولیږي، کوم چې د کلتوري منځني pH ټیټوي او ممکن حجرات مسموم کړي.
- اوږدمهاله هایپوکسیا کولی شي د نه بدلیدونکي زیان لامل شي، چې بیا رغونه یې حتی د اکسیجن رسولو بیرته راګرځیدو وروسته هم نیمګړې وي.

د اکسیجن ډیر زیات مقدار (زیات اشباع) هم خطرونه رامینځته کوي:
- دا کولی شي اکسیډیټیو فشار او د غبرګون لرونکي اکسیجن ډولونو (ROS) رامینځته کیدو لامل شي، کوم چې د حجرو غشا او بایو مالیکولونو ته زیان رسوي.
- ډیر هوا ورکول او حرکت د انرژۍ مصرف او عملیاتي لګښتونه زیاتوي، چې د سرچینو غیر ضروري ضایع کیدو لامل کیږي.

۴. د ریښتیني وخت څارنې او فیډبیک کنټرول لپاره د یو مهم پیرامیټر په توګه

DO یو ریښتینی وخت، دوامداره او جامع پیرامیټر دی چې د تخمر سیسټم داخلي شرایط منعکس کوي. د DO په کچه کې بدلونونه کولی شي په حساس ډول مختلف فزیولوژیکي او عملیاتي حالتونه په ګوته کړي:
- د حجرو چټکه وده د اکسیجن مصرف زیاتوي، چې د DO کچه راټیټوي.
- د سبسټریټ کمښت یا مخنیوی میټابولیزم ورو کوي، د اکسیجن مصرف کموي او د DO کچه لوړوي.
- د بهرنیو مایکرو ارګانیزمونو لخوا ککړتیا د اکسیجن مصرف بڼه بدلوي، چې د غیر معمولي DO بدلونونو لامل کیږي او د لومړني خبرتیا سیګنال په توګه کار کوي.
- د تجهیزاتو خرابوالی، لکه د سټیرر ناکامي، د هوا د پایپ بندیدل، یا د فلټر فاول کول، هم کولی شي د غیر معمولي DO چلند لامل شي.

د اتوماتیک فیډبیک کنټرول سیسټم کې د ریښتیني وخت DO څارنې مدغم کولو سره، د DO کچو دقیق تنظیم د لاندې پیرامیټرو متحرک تنظیماتو له لارې ترلاسه کیدی شي:
- د حرکت سرعت: د سرعت زیاتول د بلبلونو د ماتولو له لارې د ګاز او مایع اړیکه زیاتوي، په دې توګه د اکسیجن لیږد موثریت ښه کوي. دا ترټولو عام کارول شوی او مؤثر میتود دی.
- د هوا د تودولو کچه: د داخلي ګاز د جریان کچه یا ترکیب تنظیم کول (د مثال په توګه، د هوا یا خالص اکسیجن تناسب زیاتول).
- د ټانک فشار: د فشار لوړول د اکسیجن جزوي فشار زیاتوي، په دې توګه د محلولیت وړتیا لوړوي.
- تودوخه: د تودوخې ټیټول د کلتور په منځ کې د اکسیجن محلولیت زیاتوي.

د بیولوژیکي تخمر د آنلاین څارنې لپاره د BOQU محصول سپارښتنې: