Кинетика периодического культивирования без добавления питательного субстрата

действия:
Состав культуральной среды, концентрация микроорганизмов (биомассы) изменчиво и зависит

от фазы роста;
Количество продукта изменчиво и зависит от фазы роста;
используется только для культивирования микроорганизмов

3 – экспоненциальная фаза. Скорость прироста стабилизируется
4 – фаза замедления.

5 - стационарная фаза. Прироста клеток нет, количество делений равно количеству отмираний клеток.
6 – фаза отмирания

ФАЗЫ РОСТА КУЛЬТУРЫ: периодическая ферментация БЕЗ добавления ПС.

периодически вносят дополнительное количество ПС;
культуральную среду не удаляют

до окончания процесса;
- используют для культивирования клеток микроорг., млекопитающих и др.

Ф. без доб.субстрата

параллельно отводится такой же объем культуральной жидкости;
продолжительность достигает 1000

часов;
более экономична

Затруднения:
ввиду большой длительности клетки могут терять рекДНК и выход целевого продукта снижается;
поддержание стерильности в течение длительного времени проблематично

дискообразный пеногаситель; 3 – лопастная мешалка; 4 – среда культивирования;

5 – сливной патрубок; 6 – электрод сравнения; 7 – pH-электрод; 8 – pO2-электрод; 9 – перистальтические насосы; 10 – IBM PC с платой АЦП/ЦАП; 11, 12 – подача охлаждающей воды в теплообменник ферментера; 13 – подача воздуха; 14 – выход воздуха; 15 – термосопротивление; 16 – ротаметр; 17 – магнитный привод; 18 – привод двигателя; 19 – eH-электрод; 20 – усилитель-нормализатор; 21 – выносная кювета для измерения биомассы (оптической плотности ферментационной среды); 22 – нагревательный элемент; 23 – блок управления насосами и клапанами; 24 – клапаны.

вспенивание

части ферментера.
Перемешивание происходит восходящим потоком воздуха равномерно по всему объему.

Мешалка отсутствует, что уменьшает риск попадания посторонних м/о.
Отсутствуют сильные сдвиги слоев культуральной жидкости, она более спокойна.
- Характерно пенообразование.

микроорганизмов и аэрозольных частиц осуществляется как на входе (для предотвращения

загрязнения содержимого биореактора), так и на выходе из биореактора (для предотвращения загрязнения ОС микроорганизмами, в т.ч. и рекомбинантными) через:
- фильтры предварительной очистки от частиц 5 мкм и более
- и фильтры тонкой очистки от частиц до 0, 25 мкм.

ПС называется биомассой. Измеряется в граммах сухого вещества клеток на

1 л среды.

На эффективность ферментации влияет ряд факторов. Изменяя их в ту или иную сторону можно повышать эффективность ферментации.

механизмы
метаболизма
генетические характеристики
состав питательной среды,
концентрация растворенного

кислорода,
рН среды
температура,
давление,
режим перемешивания,
- время культивирования и т.д.
Являются основными регуляторными факторами биотехнологии.
 

Внутриклеточные факторы:

Внеклеточные (внешние) факторы:

клеток при помощи микроскопа. При этом определяют линейные размеры или

число жизнеспособных клеток методом окрашивания. Наиболее чувствительный метод.
по объему осаждения клеток при центрифугировании культуральной жидкости;
Косвенные методы:
по интенсивности дыхания (измерение концентрации СО2 с помощью ИК газоанализатора),
по содержанию накопленного белка (бромсулфалеиновая проба, основанная на связывании бромсульфалеина основными группами белка);
и т.д.

посевного материала
3. культивирование
4. ОБРАБОТКА КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ
5. выделение и очистка биопрепарата
6.

получение готовой продукции

отделяют от культуральной жидкости

ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ПОТОКОМ КЛЕТОЧНОЙ СУСПЕНЗИИ

вращающейся центрифуги, в нем клетки концентрируются, а осветленная жидкость удаляется.

Недостатки метода:
вероятна утечка м/о в ОС,
невозможность полного удаления клеток из культуральной среды.

посевного материала
3. культивирование
4. обработка культуральной жидкости
5. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА БИОПРЕПАРАТА
6.

получение готовой продукции