Vaovao - Fanaraha-maso ny haavon'ny oksizenina levona ao amin'ny fizotran'ny fermentation biopharmaceutical

Inona no atao hoe Oksizenina levona?

Ny Oksizenina levona (DO) dia manondro ny oksizenina molekiola (O_₂) izay levona anaty rano. Tsy mitovy amin'ny atôma oksizenina misy ao amin'ny molekiolan'ny rano (H_₂O), satria misy ao anaty rano amin'ny endrika molekiola oksizenina mahaleo tena, na avy amin'ny atmosfera na ateraky ny fotosintezy ataon'ny zavamaniry anaty rano. Ny fifantohan'ny DO dia voataonan'ny anton-javatra maro, anisan'izany ny mari-pana, ny sira, ny fikorianan'ny rano ary ny asa biolojika. Noho izany, dia toy ny famantarana manan-danja amin'ny fanombanana ny fahasalamana sy ny toetry ny fahalotoan'ny tontolo anaty rano.

Ny oksizenina levona dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fampiroboroboana ny metabolisman'ny mikraoba, izay misy fiantraikany amin'ny fifohana rivotra, ny fitomboana ary ny biosynthesis ny vokatra metabolika. Na izany aza, ny haavon'ny oksizenina levona ambony dia tsy mahasoa foana. Ny oksizenina be loatra dia mety hitarika amin'ny metabolisman'ny vokatra voangona bebe kokoa ary mety hiteraka fihetseham-po misy poizina. Ny haavon'ny DO tsara indrindra dia miovaova arakaraka ny karazana bakteria. Ohatra, mandritra ny biosynthesis ny penisilinina, ny DO dia mazàna mitazona eo amin'ny 30% eo ho eo ny saturation rivotra. Raha midina ho aotra ny DO ary mijanona amin'io ambaratonga io mandritra ny dimy minitra, dia mety ho simba be ny fiforonan'ny vokatra. Raha maharitra mandritra ny 20 minitra io toe-javatra io, dia mety hitranga ny fahasimbana tsy azo averina.

Amin'izao fotoana izao, ny sensor DO ampiasaina matetika indrindra dia afaka mandrefy ny saturation rivotra mifandraika amin'izany ihany, fa tsy ny fifantohana tanteraka amin'ny oksizenina levona. Aorian'ny fanadiovana ny fitaovana fambolena, dia atao ny fampidirana rivotra sy ny fikororohana mandra-pahatongan'ny famakiana ny sensor ho milamina, ary amin'izay fotoana izay dia apetraka amin'ny saturation rivotra 100% ny sandany. Ny fandrefesana manaraka mandritra ny dingan'ny fermentation dia mifototra amin'io referansa io. Ny sanda DO tanteraka dia tsy azo faritana amin'ny fampiasana sensor mahazatra ary mitaky teknika mandroso kokoa, toy ny polarography. Na izany aza, ny fandrefesana ny saturation rivotra dia amin'ny ankapobeny dia ampy hanaraha-maso sy hifehezana ny dingan'ny fermentation.

Ao anatin'ny fitaovana fermenter, mety miovaova arakaraka ny faritra ny haavon'ny DO. Na dia azo aza ny famakiana marin-toerana amin'ny fotoana iray, dia mety mbola hisy fiovaovana amin'ny media fambolena sasany. Ny fitaovana fermenter lehibe kokoa dia mirona hampiseho fiovaovana ara-toerana lehibe kokoa amin'ny haavon'ny DO, izay mety hisy fiantraikany lehibe amin'ny fitomboan'ny mikraoba sy ny vokatra. Ny porofo avy amin'ny andrana dia naneho fa, na dia mety ho 30% aza ny haavon'ny DO antonony, dia ambany kokoa ny fahombiazan'ny fermentation amin'ny toe-javatra miovaova noho ny amin'ny toe-javatra marin-toerana. Noho izany, amin'ny fampitomboana ny fitaovana fermenter - ankoatra ny fiheverana ny fitoviana ara-jeometrika sy ny hery - ny fampihenana ny fiovaovan'ny DO ara-toerana dia mbola tanjona fototra amin'ny fikarohana.

Nahoana no tena ilaina ny fanaraha-maso ny oksizenina levona amin'ny fermentation biopharmaceutical?

1. Mba hihazonana ny tontolo tsara indrindra ho an'ny fitomboan'ny zavamananaina bitika na sela
Ny fanamasinana indostrialy dia mazàna ahitana zavamiaina bitika aerobika, toy ny Escherichia coli sy ny leviora, na sela mampinono, toy ny sela Ovary Hamster Sinoa (CHO). Ireo sela ireo dia miasa toy ny "mpiasa" ao anatin'ny rafitra fanamasinana, izay mila oksizenina ho an'ny fifohana rivotra sy ny asa metabolika. Ny oksizenina dia miasa ho mpandray elektrôna farany amin'ny fifohana rivotra aerobika, izay ahafahana mamokatra angovo amin'ny endrika ATP. Ny tsy fahampian'ny famatsiana oksizenina dia mety hiteraka fahasemporana sela, fijanonan'ny fitomboana, na fahafatesan'ny sela mihitsy aza, izay mety hiteraka tsy fahombiazan'ny fanamasinana. Ny fanaraha-maso ny haavon'ny DO dia miantoka fa ny fifantohana oksizenina dia mijanona ao anatin'ny fetra tsara indrindra ho an'ny fitomboan'ny sela sy ny fahavelomany maharitra.

2. Mba hahazoana antoka fa mahomby ny famokarana vokatra kendrena
Ny tanjon'ny fermentation biopharmaceutical dia tsy ny hampiroboroboana ny fiparitahan'ny sela fotsiny ihany fa ny hanamora ny famokarana mahomby ireo vokatra kendrena irina, toy ny insuline, antikôra monoklonal, vaksiny ary anzima. Ireo lalan'ny biosynthetic ireo dia matetika mitaky angovo betsaka, indrindra avy amin'ny respiration aerobika. Fanampin'izany, maro amin'ireo rafitra anzima tafiditra amin'ny famokarana vokatra no miankina mivantana amin'ny oksizenina. Ny tsy fahampian'ny oksizenina dia mety hanakorontana na hampihena ny fahombiazan'ireo lalan-kely ireo.

Ankoatra izany, ny haavon'ny DO dia miasa ho toy ny famantarana mifehy. Na ny fifantohana DO avo loatra na ny ambany dia mety:
- Manova ny lalan'ny metabolisman'ny sela, ohatra, ny fifindrana avy amin'ny respiration aerobika mankany amin'ny fermentation anaerobic tsy dia mahomby loatra.
- Mahatonga ny fiasan'ny sela ho mora voan'ny adin-tsaina, ka miteraka vokatra tsy ilaina.
- Misy fiantraikany amin'ny haavon'ny fanehoan'ny proteinina avy any ivelany.

Amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso tsara ny haavon'ny DO amin'ny dingana samihafa amin'ny fermentation, dia azo atao ny mitarika ny metabolisman'ny sela mankany amin'ny famokarana vokatra kendrena ambony indrindra, ka amin'izany dia hahatratrarana fermentation hakitroky avo lenta sy vokatra avo lenta.

Fampidirana ny Tabilao Fikorianan'ny Rano ho an'ny Bio Pharmaceuticals

3. Mba hisorohana ny tsy fahampian'ny na ny fihoaram-pefy oksizenina
Ny tsy fahampian'ny oksizenina (hypoxia) dia mety hiteraka voka-dratsy lehibe:
- Mijanona ny fitomboan'ny sela sy ny famokarana vokatra.
- Miova ho amin'ny lalan'ny anaerobika ny metabolisma, ka miteraka fiangonan'ny asidra organika toy ny asidra laktika sy asidra asetika, izay mampidina ny pH-n'ny tontolo fambolena ary mety hanapoizina ny sela.
- Mety hiteraka fahasimbana tsy azo ivalozana ny tsy fahampian'ny oksizenina maharitra, ka tsy ho vita tanteraka ny fahasitranana na dia efa tafaverina amin'ny laoniny aza ny famatsiana oksizenina.

Ny oksizenina tafahoatra (supersaturation) dia miteraka risika ihany koa:
- Mety hiteraka adin-tsaina oksidativa sy fiforonan'ny karazana oksizenina mihetsika (ROS) izany, izay manimba ny fonon'ny sela sy ny biomolekula.
- Ny fampidirana rivotra sy ny fikororohana tafahoatra dia mampitombo ny fandaniana angovo sy ny fandaniana amin'ny fandidiana, ka mitarika ho amin'ny fandaniam-poana tsy ilaina.

4. Ho toy ny fepetra manan-danja amin'ny fanaraha-maso mivantana sy ny fanaraha-maso ny valin-kafatra

Ny DO dia masontsivana azo jerena amin'ny fotoana tena izy, mitohy ary feno izay maneho ny toe-javatra anatiny ao amin'ny rafitra fanamasinana. Ny fiovan'ny haavon'ny DO dia mety manondro amin'ny fomba saro-pady ny toe-javatra ara-batana sy ara-miasa isan-karazany:
- Mampitombo ny fandaniana oksizenina ny fitomboan'ny sela haingana, ka mahatonga ny tahan'ny DO hidina.
- Ny fihenan'ny na ny fisakanana ny substrate dia mampihena ny metabolisma, mampihena ny fanjifana oksizenina ary mampitombo ny tahan'ny DO.
- Ny fandotoana ataon'ny zavamiaina bitika vahiny dia manova ny fomba fanjifana oksizenina, ka miteraka fiovaovan'ny DO tsy ara-dalàna ary toy ny famantarana mialoha.
- Ny tsy fahatomombanan'ny fitaovana, toy ny tsy fahombiazan'ny stirrer, ny tsentsina ny fantsona fidiran'ny rivotra, na ny fahalotoan'ny sivana, dia mety hiteraka fihetsika DO tsy ara-dalàna ihany koa.

Amin'ny alàlan'ny fampidirana ny fanaraha-maso DO amin'ny fotoana tena izy ao anatin'ny rafitra fanaraha-maso feedback mandeha ho azy, dia azo tanterahina ny fanaraha-maso marina ny haavon'ny DO amin'ny alàlan'ny fanitsiana mavitrika ireo masontsivana manaraka ireto:
- Hafainganam-pandehan'ny fikororohana: Ny fampitomboana ny hafainganam-pandeha dia mampitombo ny fifandraisan'ny entona sy ny ranoka amin'ny alàlan'ny fandravana ireo banga, ka manatsara ny fahombiazan'ny famindrana oksizenina. Ity no fomba ampiasaina matetika indrindra sy mahomby indrindra.
- Hafainganam-pandehan'ny rivotra: Fanitsiana ny tahan'ny fikorianan'ny entona miditra na ny firafiny (oh: fampitomboana ny habetsaky ny rivotra na oksizenina madio).
- Tsindrin'ny tanky: Ny fiakaran'ny tsindry dia mampitombo ny tsindry ampahany amin'ny oksizenina, ka manatsara ny fahafahan'ny rano levona.
- Mari-pana: Ny fampihenana ny mari-pana dia mampitombo ny fahafahan'ny oksizenina levona ao anaty tontolo fambolena.

Ireo tolo-kevitry ny BOQU momba ny vokatra ho an'ny fanaraha-maso an-tserasera ny fanamasinana biolojika: