생명 공학: 생물 반응기의 유형 및 응용

일단 성장의 정지 단계에 이르면 생물반응기의 유형과 배양 배지의 구성/조건이라는 두 가지 수준에서 조치가 취해집니다. 첫 번째 매개변수를 통해 활성 성분의 적절한 생산을 위해 작물을 보정할 수 있습니다. 생물 반응기의 유형과 이것이 부과하는 성장 조건에 따라 다음이 구별됩니다.
- 폐쇄 루프 생물 반응기: 접종 세포는 성장의 정지 단계에 도달할 때까지 성장하고 배지는 항상 동일하게 유지되고 시스템은 닫힌 상태로 유지됩니다. 스트레스의 충분한 요소는 영양소 중 하나의 결핍입니다.세포는 며칠에서 일주일 - 15일에 이르는 지정된 기간 동안 2차 대사 산물을 생산하기 위해 닫힌 시스템에 보관됩니다. 이 시간이 지나면 시스템이 열리고 배지와 세포에서 2차 대사 산물이 추출됩니다(일부 대사 산물은 액포에 갇힌 채로 남아 있고 다른 대사 산물은 환경으로 방출됨).
- 반연속 사이클 생물반응기: 영양 및 토양 성장 인자의 부족 외에도 추가적인 스트레스 요소를 필요로 하는 작물 유형에 적합한 사이클. 이미 기하급수적 성장의 중간에 세포가 2차 대사산물을 생산하기 시작하기 때문에 반연속적이라고 합니다. 이것은 아마도 배양 배지의 변화 때문일 것입니다. 예를 들어 세포에 독성이 있는 2차 폐기물 이화 산물의 대량 압출로 인한 스트레스 요소입니다. 이 시점에서 세포 덩어리의 50%는 배양 배지와 함께 생물 반응기에서 가져옵니다. 그런 다음 이 샘플에서 다양한 활성 성분을 추출합니다.

새로운 배지의 등가 분취량은 세포와 배양 배지의 나머지 비율이 포함된 생물 반응기에 추가되어 세포가 시간 0에서 기하급수적 성장 단계를 재개할 수 있도록 합니다. 이 경우 시스템은 세포가 열릴 때 열립니다. 생물 반응기는 여전히 지수 단계에 있습니다. 생물 반응기는 작지만 충분한 양의 활성 성분이 규칙적인 간격으로 추출되기 때문에 "반연속"으로 정의됩니다.

폐쇄형 또는 반연속형 성장 시스템은 세포 유형의 생산 능력을 기준으로 선택되며, 특정 성장 시스템에서 다른 것보다 더 많은 대사 산물을 생산하는 세포가 있습니다.
- 연속 주기 생물 반응기: 가장 많이 사용되고 가장 현대적이며 공학적으로 설계되었습니다. 그들은 작물이 성장의 정지 단계에 도달하도록 합니다. 이 시점에서 세포와 배지의 아주 작은 부분 표본을 규칙적이고 가까운 시간 간격으로 연속적으로 취합니다. 소량의 철수는 캘러스가 제거된 동일한 수의 세포를 재생하도록 하고 수집된 배지는 새 배지로 교체합니다. 이러한 방식으로 세포는 활성 성분 생산의 실에서 균형을 유지합니다. 활성 성분 생산의 품질과 양 측면에서 최적화를 나타냅니다. 이러한 지속적이고 지속적인 샘플링과 새로운 토양의 추가는 chemostat 및 turbostats에 의해 자동화된 방식으로 모니터링됩니다. chemostat는 토양을 구성하는 pH 및 영양 요소와 같은 배양 조건을 모니터링하는 책임이 있는 장비입니다. 이것이 충분하지 않을 때 장비는 교정 수단을 도입하여 개입합니다. 반면에 터보 스탯은 세포의 양에 정비례하는 배양의 광학 밀도를 측정합니다. 이것이 최대 임계값에 도달하면 a 소량을 취한 후 활성 성분을 추출합니다.
- 고정화 세포 생물반응기: 폐쇄 루프 유형과 유사한 방식이지만, 일단 세포 배양의 2차 대사산물 생성 능력이 확인되면 젤라틴화 화합물 또는 고체 지지체가 생물반응기에 도입되고 폐쇄된 상태로 유지되는 경우 다릅니다. 이러한 지지체는 현탁 배양이 항상 생물 반응기 내부에서 고체 배양이 되도록 하며, 여기서 세포는 배양 배지와 동등하게 접촉하는 미세 응집체 형태이므로 배지의 자극에 동등하게 민감합니다. 특정 식물에 속하는 특정 세포 배양의 경우 종 고체 지지체는 사실 민감한 형태학적 및 기능적 분화를 유도할 수 있는 기계적 자극을 나타냅니다. 즉, 세포는 느리지만 조직화된 조직으로 분화하기 시작합니다. 거시적 또는 미시적 형태/생리학적 분화는 대부분의 경우에 해당합니다. 결론적으로, 작물의 고정은 2차 화합물의 생산에 유리할 수 있습니다.

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