Litaba - Tlhokomelo ea Maemo a Oksijene a Senyehileng ho Bio Pharmaceutical Fermentation Process

Oxygen e qhibilihisitsoeng ke Eng?

Oxygen e qhibilihisitsoeng (DO) e bolela oksijene ea molek'hule (O_₂) se qhibidihang metsing. E fapane le liathomo tsa oksijene tse teng ka har'a limolek'hule tsa metsi (H_₂O), joalo ka ha e le teng metsing ka sebopeho sa limolek'hule tsa oksijene tse ikemetseng, ekaba tse tsoang sepakapakeng kapa tse hlahisoang ke photosynthesis ke limela tsa metsing. Tekanyo ea DO e susumetsoa ke lintlha tse fapaneng, ho kenyelletsa mocheso, letsoai, phallo ea metsi le mesebetsi ea tlhaho. Ka hona, e sebetsa e le sesupo sa bohlokoa bakeng sa ho lekola bophelo bo botle le boemo ba tšilafalo ea tikoloho ea metsing.

Oksijene e qhibilihisitsoeng e bapala karolo ea bohlokoa ho khothaletseng metabolism ea likokoana-hloko, ho susumetsa phefumoloho ea lisele, kholo, le biosynthesis ea lihlahisoa tsa metabolism. Leha ho le joalo, maemo a phahameng a oksijene e qhibilihisitsoeng hase kamehla a nang le molemo. Oksijene e feteletseng e ka lebisa ho metabolism e eketsehileng ea lihlahisoa tse bokelletsoeng mme e ka baka litlamorao tse chefo. Maemo a nepahetseng a DO a fapana har'a mefuta e fapaneng ea libaktheria. Mohlala, nakong ea biosynthesis ea penicillin, DO e lula e le sebakeng se ka bang 30% sa moea. Haeba DO e theohela ho zero mme e lula boemong boo metsotso e mehlano, sebopeho sa sehlahisoa se ka senyeha haholo. Haeba boemo bona bo tsoela pele ka metsotso e 20, tšenyo e ke keng ea etsolloa e ka hlaha.

Hajoale, li-sensor tsa DO tse sebelisoang hangata li khona ho lekanya moea o lekanyelitsoeng feela, ho fapana le ho lekanya moea o felletseng oa oksijene e qhibilihisitsoeng. Ka mor'a hore ho be le sterilization ea setso sa setso, aeration le ho sisinyeha ho etsoa ho fihlela ho bala ha sensor ho tsitsitse, ka nako eo boleng bo behoa ho 100% saturation ea moea. Litekanyo tse latelang nakong ea ho belisoa li thehiloe holima buka ena. Litekanyetso tse felletseng tsa DO li ke ke tsa khethoa ho sebelisoa li-sensor tse tloaelehileng mme li hloka mekhoa e tsoetseng pele, joalo ka polarography. Leha ho le joalo, litekanyo tsa ho tlala moea ka kakaretso li lekane bakeng sa ho beha leihlo le ho laola mekhoa ea ho belisoa.

Ka har'a fermenter, maemo a DO a ka fapana libakeng tse fapaneng. Esita le ha 'malo o tsitsitseng o fumanoa ka nako e' ngoe, ho feto-fetoha ho ka 'na ha etsahala mecheng e itseng ea litaba tsa setso. Li-fermenter tse kholo li na le ho bonts'a phapang e kholo ea sebaka maemong a DO, e ka amang kholo le tlhahiso ea likokoana-hloko haholo. Bopaki ba liteko bo bontšitse hore, leha boemo ba DO bo tloaelehileng bo ka ba 30%, ts'ebetso ea ho belisoa tlas'a maemo a feto-fetohang e tlase haholo ho feta tlas'a maemo a tsitsitseng. Ka hona, ho eketseha ha li-fermenters-ho feta ho nahanoa ka sebopeho sa jiometri le ho tšoana ha matla-ho fokotsa phapang ea sebaka sa DO e ntse e le sepheo sa bohlokoa sa lipatlisiso.

Hobaneng ha Ts'ebetso ea Oksijene e Khaotsoeng e le Bohlokoa ho Biopharmaceutical Fermentation?

1. Ho Boloka Tikoloho e Ntle ea Kholo ea Likokoana-hloko kapa Lisele
Ho belisoa ha indasteri hangata ho kenyelletsa likokoana-hloko tsa aerobic, joalo ka Escherichia coli le tomoso, kapa lisele tsa mammalian, joalo ka lisele tsa Chinese Hamster Ovary (CHO). Lisele tsena li sebetsa e le "basebetsi" ka har'a tsamaiso ea ho belisoa, tse hlokang oksijene bakeng sa ho hema le tšebetso ea metabolism. Oksijene e sebetsa e le moamoheli oa elektrone ea ho qetela ho phefumoloha ha aerobic, e nolofalletsang tlhahiso ea matla ka mokhoa oa ATP. Phepelo e sa lekaneng ea oksijene e ka lebisa ho bipetsana ha lisele, ho hola ho hola, kapa esita le lefu la lisele, ho fella ka ho hloleha ho belisoa. Ho beha leihlo maemo a DO ho netefatsa hore likhakanyo tsa oksijene li lula li le ka har'a sebaka se nepahetseng bakeng sa kholo e tsitsitseng ea lisele le ho phela hantle.

2. Ho etsa bonnete ba hore ho sebetsa hantle ha lihlahisoa tse reriloeng
Sepheo sa biopharmaceutical fermentation ha se feela ho khothalletsa ho ata ha lisele empa ke ho thusa ho kopanya hantle lihlahisoa tse lakatsehang, tse kang insulin, li-anti-monoclonal, liente le li-enzyme. Hangata litsela tsena tsa biosynthetic li hloka matla a mangata, haholo-holo a tsoang ho phefumoloho ea aerobic. Ho feta moo, litsamaiso tse ngata tsa enzymatic tse amehang tlhahisong ea lihlahisoa ka kotloloho li itšetlehile ka oksijene. Khaello ea oksijene e ka sitisa kapa ea fokotsa katleho ea litsela tsena.

Ho feta moo, maemo a DO a sebetsa e le lets'oao la taolo. Ka bobeli likhakanyo tse phahameng haholo le tse tlase tsa DO li ka:
- Fetola mekhoa ea metabolism ea cellular, mohlala, ho tloha ho phefumoloho ea aerobic ho ea ho beliso e sa sebetseng hantle ea anaerobic.
- Hlahisa likarabo tsa khatello ea kelello ea cellular, e lebisang tlhahisong ea lihlahisoa tse sa rateheng.
- Susumetsa maemo a polelo ea liprotheine tsa kantle ho naha.

Ka ho laola maemo a DO ka nepo methating e fapaneng ea ho belisoa, hoa khonahala ho tataisa metabolism ea cellular ho fihlela tlhahiso e phahameng ea sehlahisoa, ka ho etsa joalo ho fihlela ho belisoa ho hoholo le chai e ngata.

Kenyelletso ea Chate ea Phallo ea Metsi bakeng sa Bio Pharmaceuticals

3. Ho Thibela Khaello ea Oksijene Kapa Ho Feta
Khaello ea oksijene (hypoxia) e ka ba le litlamorao tse mpe:
- Khōlo ea lisele le motsoako oa lihlahisoa lia khaotsa.
- Metabolism e fetohela mekhoeng ea anaerobic, e bakang ho bokellana ha organic acid joalo ka lactic acid le acetic acid, e theolang pH ea mokhoa oa setso mme e ka chefo liseleng.
- Hypoxia ea nako e telele e ka baka tšenyo e ke keng ea etsolloa, 'me ho hlaphoheloa ho sa phethehe esita le ka mor'a hore oksijene e tsosolosoe.

Oksijene e feteletseng (supersaturation) le eona e baka likotsi:
- E ka baka khatello ea oxidative le ho theha mefuta ea oksijene e sebetsang (ROS), e senyang li-membrane tsa lisele le li-biomolecules.
- Moea o fetelletseng le ho ferekanngoa ho eketsa tšebeliso ea matla le litšenyehelo tsa ts'ebetso, e leng se lebisang tšenyong e sa hlokahaleng ea lisebelisoa.

4. E le Parameter ea Bohlokoa bakeng sa Tlhokomelo ea Nako ea 'Nete le Taolo ea Maikutlo

DO ke paramethara ea nako ea 'nete, e tsoelang pele, le e felletseng e bonts'ang maemo a kahare a sistimi ea ho belisoa. Liphetoho maemong a DO li ka bonts'a maemo a fapaneng a 'mele le ts'ebetso:
- Khōlo e potlakileng ea lisele e eketsa tšebeliso ea oksijene, e leng se etsang hore maemo a DO a fokotsehe.
- Ho fokotseha kapa ho thibela li-substrate ho liehisa metabolism, ho fokotsa tšebeliso ea oksijene le ho etsa hore maemo a DO a phahame.
- Tšoaetso e bakoang ke likokoana-hloko tse tsoang linaheng tse ling e fetola mokhoa oa ho sebelisoa ha oksijene, e leng se lebisang ho feto-fetoheng ho sa tloaelehang ha DO le ho sebetsa e le pontšo ea pele.
- Ho se sebetse hantle ha lisebelisoa, joalo ka ho hloleha ha li-stirrer, ho thijoa ha lipeipi tsa moea, kapa ho silafala ha filthara, le hona ho ka baka boitšoaro bo sa tloaelehang ba DO.

Ka ho kopanya tlhahlobo ea DO ea nako ea 'nete ho sistimi e ikemetseng ea ho laola maikutlo, taolo e nepahetseng ea maemo a DO e ka fihlelleha ka liphetoho tse matla tsa liparamente tse latelang:
- Lebelo le sisinyehang: Ho eketsa lebelo ho ntlafatsa ho kopana ha mokelikeli oa khase ka ho pshatla li-bubble, ka hona ho ntlafatsa ts'ebetso ea phetisetso ea oksijene. Ena ke mokhoa o sebelisoang haholo le o sebetsang.
- Sekhahla sa moea: Ho fetola sekhahla sa phallo kapa sebopeho sa khase e kenang (mohlala, ho eketsa karolo ea moea kapa oksijene e hloekileng).
- Khatello ea tanka: Khatello e phahamisang e eketsa khatello ea karolo ea oksijene, ka hona e matlafatsa ho qhibiliha.
- Mocheso: Ho theola mocheso ho eketsa ho qhibiliha ha oksijene sebakeng sa setso.

Litlhahiso tsa sehlahisoa sa BOQU bakeng sa tlhahlobo ea inthanete ea ho belisoa ha likokoana-hloko: