ዜና - በባዮ ፋርማሲዩቲካል የማፍላት ሂደት ውስጥ የተሟሟት የኦክስጂን ደረጃዎችን መከታተል

የተሟሟ ኦክስጅን ምንድን ነው?

የተሟሟ ኦክስጅን (DO) የሚያመለክተው ሞለኪውላዊ ኦክስጅን (ኦ_₂) በውሃ ውስጥ የሚሟሟ. በውሃ ሞለኪውሎች ውስጥ ከሚገኙት የኦክስጂን አተሞች (ኤች_₂ኦ) ከከባቢ አየር የሚመነጨው ወይም በውሃ ውስጥ በሚገኙ ተክሎች ፎቶሲንተሲስ በሚፈጠር ገለልተኛ የኦክስጂን ሞለኪውሎች መልክ በውሃ ውስጥ እንዳለ። የ DO ትኩረት በተለያዩ ምክንያቶች ተጽዕኖ ይደረግበታል, ይህም የሙቀት መጠን, ጨዋማነት, የውሃ ፍሰት እና ባዮሎጂካል እንቅስቃሴዎች. በዚህ መልኩ የውሃ ውስጥ አካባቢዎችን የጤና እና የብክለት ሁኔታ ለመገምገም እንደ ወሳኝ አመላካች ሆኖ ያገለግላል።

የተሟሟ ኦክስጅን ማይክሮቢያል ሜታቦሊዝምን በማስተዋወቅ፣ ሴሉላር አተነፋፈስን፣ እድገትን እና የሜታቦሊክ ምርቶችን ባዮሲንተሲስ ላይ ተጽእኖ በማድረግ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። ይሁን እንጂ ከፍተኛ መጠን ያለው የተሟሟ ኦክስጅን ሁልጊዜ ጠቃሚ አይደለም. ከመጠን በላይ ኦክስጅንን ወደ ተጨማሪ የተከማቹ ምርቶች መለዋወጥ እና መርዛማ ምላሾችን ሊያስከትል ይችላል. በጣም ጥሩው የ DO ደረጃዎች በተለያዩ የባክቴሪያ ዝርያዎች ይለያያሉ. ለምሳሌ፣ በፔኒሲሊን ባዮሲንተሲስ ወቅት፣ DO በተለምዶ በግምት 30% የአየር ሙሌት ይጠበቃል። DO ወደ ዜሮ ከወረደ እና በዚያ ደረጃ ለአምስት ደቂቃ ከቆየ፣ የምርት መፈጠር በከፍተኛ ሁኔታ ሊጎዳ ይችላል። ይህ ሁኔታ ለ 20 ደቂቃዎች ከቀጠለ, የማይመለስ ጉዳት ሊከሰት ይችላል.

በአሁኑ ጊዜ በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉት የ DO ዳሳሾች የሚሟሟ የኦክስጂን ፍፁም ትኩረትን ሳይሆን አንጻራዊ የአየር ሙሌትን ብቻ መለካት ይችላሉ። የባህል ሚዲያውን ማምከን ከጀመረ በኋላ የአየር ማናፈሻ እና መነቃቃት የሚከናወነው የዳሳሽ ንባብ እስኪረጋጋ ድረስ ነው ፣ በዚህ ጊዜ እሴቱ ወደ 100% የአየር ሙሌት ይዘጋጃል። በማፍላቱ ሂደት ውስጥ የሚቀጥሉት መለኪያዎች በዚህ ማጣቀሻ ላይ የተመሰረቱ ናቸው. ፍፁም የ DO እሴቶች መደበኛ ዳሳሾችን በመጠቀም ሊወሰኑ አይችሉም እና እንደ ፖላግራፊ ያሉ የበለጠ የላቀ ቴክኒኮችን ይፈልጋሉ። ይሁን እንጂ የአየር ሙሌት መለኪያዎች በአጠቃላይ የመፍላት ሂደቶችን ለመቆጣጠር እና ለመቆጣጠር በቂ ናቸው.

በማዳበሪያ ውስጥ፣ DO ደረጃዎች በተለያዩ ክልሎች ሊለያዩ ይችላሉ። የተረጋጋ ንባብ በአንድ ነጥብ ላይ ቢገኝ እንኳን, በአንዳንድ የባህል ሚዲያዎች ውስጥ መለዋወጥ አሁንም ሊከሰት ይችላል. ትላልቅ ማዳበሪያዎች በ DO ደረጃዎች ውስጥ ከፍተኛ የቦታ ልዩነቶችን ያሳያሉ, ይህም የማይክሮባላዊ እድገትን እና ምርታማነትን በእጅጉ ይጎዳል. የሙከራ ማስረጃዎች እንደሚያሳዩት ምንም እንኳን አማካይ የ DO ደረጃ 30% ሊሆን ቢችልም, በተለዋዋጭ ሁኔታዎች ውስጥ የመፍላት አፈፃፀም በተረጋጋ ሁኔታ ውስጥ ካለው ያነሰ ነው. ስለዚህ፣ በፈርንደሮች ልኬት - ከጂኦሜትሪክ እና ከኃይል መመሳሰል በተጨማሪ - የቦታ DO ልዩነቶችን መቀነስ ቁልፍ የምርምር ዓላማ ሆኖ ይቆያል።

በቢዮፋርማሱቲካል ማፍላት ውስጥ የተሟሟት የኦክስጂን ክትትል ለምን አስፈላጊ ነው?

1. ለጥቃቅን ተህዋሲያን ወይም ለሴሎች ምቹ የሆነ የእድገት አካባቢን ለመጠበቅ
የኢንደስትሪ ፍላት በተለምዶ ኤሮቢክ ረቂቅ ተሕዋስያንን ያጠቃልላል፣ ለምሳሌ ኢሼሪሺያ ኮላይ እና እርሾ፣ ወይም አጥቢ እንስሳ ህዋሶች፣ እንደ ቻይንኛ Hamster Ovary (CHO) ሕዋሳት። እነዚህ ሴሎች በመፍላት ስርዓት ውስጥ እንደ "ሰራተኞች" ይሠራሉ, ለአተነፋፈስ እና ለሜታቦሊክ እንቅስቃሴ ኦክስጅንን ይፈልጋሉ. ኦክስጅን በኤሮቢክ መተንፈሻ ውስጥ እንደ ተርሚናል ኤሌክትሮን ተቀባይ ሆኖ ያገለግላል ፣ ይህም በኤቲፒ መልክ ኃይልን ለማምረት ያስችላል። በቂ ያልሆነ የኦክስጂን አቅርቦት ወደ ሴሉላር መታፈን፣የእድገት ማቆም ወይም የሕዋስ ሞት ሊያስከትል ይችላል፣በመጨረሻም የመፍላት ውድቀትን ያስከትላል። የ DO ደረጃዎችን መከታተል የኦክስጂን ክምችት ለዘለቄታው የሕዋስ እድገት እና አዋጭነት በጥሩ ክልል ውስጥ መቆየቱን ያረጋግጣል።

2. የዒላማ ምርቶች ቀልጣፋ ውህደት ለማረጋገጥ
የባዮፋርማሴዩቲካል ፍላት ዓላማ የሕዋስ መስፋፋትን ለማስተዋወቅ ብቻ ሳይሆን የሚፈለጉትን እንደ ኢንሱሊን፣ ሞኖክሎናል ፀረ እንግዳ አካላት፣ ክትባቶች እና ኢንዛይሞች ያሉ የተፈለገውን ምርቶች ውጤታማ በሆነ መንገድ እንዲዋሃዱ ማመቻቸት ነው። እነዚህ የባዮሳይንቴቲክ መንገዶች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ የኃይል ግብአት ያስፈልጋቸዋል፣ በዋነኛነት ከኤሮቢክ አተነፋፈስ የተገኙ። በተጨማሪም ፣ በምርት ውህደት ውስጥ የሚሳተፉ ብዙ የኢንዛይም ሥርዓቶች በቀጥታ በኦክስጅን ላይ ይወሰናሉ። የኦክስጅን እጥረት የእነዚህን መንገዶች ውጤታማነት ሊረብሽ ወይም ሊቀንስ ይችላል።

ከዚህም በላይ የ DO ደረጃዎች እንደ የቁጥጥር ምልክት ይሠራሉ. ሁለቱም ከመጠን በላይ ከፍተኛ እና ዝቅተኛ የ DO ውህዶች የሚከተሉትን ሊሆኑ ይችላሉ-
- ሴሉላር ሜታቦሊዝም መንገዶችን ይቀይሩ፣ ለምሳሌ፣ ከኤሮቢክ አተነፋፈስ ወደ አነስተኛ የአናይሮቢክ ፍላት መቀየር።
- ሴሉላር ጭንቀትን ምላሾችን ያስነሳል, ወደማይፈለጉ ምርቶች ማምረት ይመራል.
- የውጭ ፕሮቲኖች መግለጫ ደረጃዎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ.

በተለያዩ የመፍላት ደረጃዎች የ DO ደረጃዎችን በትክክል በመቆጣጠር ሴሉላር ሜታቦሊዝምን ወደ ከፍተኛው የታለመ ምርት ውህደት መምራት ይቻላል፣ በዚህም ከፍተኛ መጠን ያለው እና ከፍተኛ ምርት የመፍላት ሂደትን ማግኘት ይቻላል።

3. የኦክስጅን እጥረት ወይም ከመጠን በላይ መከላከል
የኦክስጂን እጥረት (hypoxia) አስከፊ መዘዝ ሊያስከትል ይችላል.
- የሕዋስ እድገት እና የምርት ውህደት ይቆማል።
- ሜታቦሊዝም ወደ አናይሮቢክ ጎዳናዎች ይሸጋገራል፣ በዚህም ምክንያት እንደ ላክቲክ አሲድ እና አሴቲክ አሲድ ያሉ ኦርጋኒክ አሲዶች እንዲከማቹ ያደርጋል፣ ይህም የባህል ሚዲያን ፒኤች ዝቅ የሚያደርግ እና ሴሎቹን ሊመርዝ ይችላል።
- ለረጅም ጊዜ የሚቆይ ሃይፖክሲያ የማይቀለበስ ጉዳት ሊያስከትል ይችላል፣የኦክስጅን አቅርቦት ከተመለሰ በኋላም ማገገም ያልተሟላ ነው።

ከመጠን በላይ ኦክሲጅን (ሱፐርሱቴሽን) እንዲሁ አደጋዎችን ያስከትላል:
- ኦክሳይድ ውጥረትን እና ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎችን (ROS) እንዲፈጠር ሊያደርግ ይችላል, ይህም የሴል ሽፋኖችን እና ባዮሞለኪውሎችን ይጎዳል.
- ከመጠን በላይ አየር ማናፈሻ እና መነቃቃት የኃይል ፍጆታ እና የሥራ ማስኬጃ ወጪዎችን ይጨምራሉ ፣ ይህም ወደ አላስፈላጊ የሃብት ብክነት ያመራል።

4. ለእውነተኛ ጊዜ ክትትል እና ግብረመልስ መቆጣጠሪያ እንደ ወሳኝ መለኪያ

DO የፍላት ስርዓቱን ውስጣዊ ሁኔታ የሚያንፀባርቅ የእውነተኛ ጊዜ፣ ቀጣይ እና አጠቃላይ መለኪያ ነው። በ DO ደረጃዎች ውስጥ ያሉ ለውጦች የተለያዩ የፊዚዮሎጂ እና የአሠራር ሁኔታዎችን በስሱ ሊያመለክቱ ይችላሉ-
- ፈጣን የሕዋስ እድገት የኦክስጂን ፍጆታን ስለሚጨምር የ DO ደረጃዎች እንዲቀንስ ያደርጋል።
- የንጥረ ነገሮች መሟጠጥ ወይም መከልከል ሜታቦሊዝምን ይቀንሳል, የኦክስጂን ፍጆታን ይቀንሳል እና የ DO ደረጃዎች እንዲጨምሩ ያደርጋል.
- በባዕድ ረቂቅ ተሕዋስያን መበከል የኦክስጂን ፍጆታ ዘይቤን ይለውጣል ፣ ይህም ወደ ያልተለመደ የ DO መለዋወጥ እና እንደ ቅድመ ማስጠንቀቂያ ምልክት ሆኖ ያገለግላል።
- እንደ ቀስቃሽ ውድቀት፣ የአየር ማናፈሻ ቱቦ መዘጋት ወይም የማጣሪያ መበላሸት ያሉ የመሳሪያዎች ብልሽቶች እንዲሁም ያልተለመደ የ DO ባህሪን ሊያስከትሉ ይችላሉ።

የእውነተኛ ጊዜ የ DO ክትትልን ወደ አውቶሜትድ የአስተያየት ቁጥጥር ስርዓት በማዋሃድ የ DO ደረጃዎች ትክክለኛ ቁጥጥር በሚከተሉት መለኪያዎች ተለዋዋጭ ማስተካከያዎች ሊከናወን ይችላል ።
- የመቀስቀስ ፍጥነት፡- የፍጥነት መጠን መጨመር አረፋዎችን በመስበር የጋዝ-ፈሳሽ ግንኙነትን ያጎለብታል፣በዚህም የኦክስጂን ዝውውርን ውጤታማነት ያሻሽላል። ይህ በጣም የተለመደው እና ውጤታማ ዘዴ ነው.
- የአየር ማናፈሻ መጠን፡- ወደ ውስጥ የሚገባውን ጋዝ ፍሰት መጠን ወይም ስብጥር ማስተካከል (ለምሳሌ የአየር ወይም የንፁህ ኦክስጅን መጠን መጨመር)።
- የታንክ ግፊት፡- ግፊትን ከፍ ማድረግ የኦክስጂንን ከፊል ግፊት ይጨምራል፣በዚህም መሟሟትን ያጎለብታል።
- የሙቀት መጠን: የሙቀት መጠኑን ዝቅ ማድረግ በባህላዊው ውስጥ የኦክስጂን መሟሟትን ይጨምራል.

የBOQU ምርት ምክሮች የባዮሎጂካል ፍላትን በመስመር ላይ ለመቆጣጠር፡