Лабораторный ферментер с датчиками оптической плотности и концентрации метанола
В сентябре 2023 год нами поставлен и запущен в эксплуатацию лабораторный ферментер в комплекте с датчиком плотности и датчиком измерения концентрации метанола в культуральной среде.
Об измерении концентрации оптической плотности в ферментере
Измерение оптической плотности является одним из важных методов контроля процесса роста микроорганизмов в лабораторном ферментере. Оптическая плотность является показателем концентрации клеток в культуре и может быть использована для определения фаз роста, оценки продуктивности, мониторинга стабильности культуры и других параметров. Оптическая плотность измеряется в единицах поглощения (Abs) или оптической плотности (OD) и связана с концентрацией клеток в культуре. Чем больше концентрация клеток, тем сильнее будет поглощение света, и тем выше будет значение оптической плотности.
Традиционно, оптическая плотность измеряется с помощью спектрофотометра, который измеряет поглощение света клетками в определенном диапазоне длин волн. Для проведения измерений необходимо взять определенный объем культуральной жидкости из ферментера и поместить его в кювету спектрофотометра. Затем спектрофотометр излучает свет через образец, и измеряет количество света, прошедшего через него. Измерение оптической плотности позволяет оценить фазы роста микроорганизмов. BIORUS предлагает автоклавируемые датчики оптической плотности для лабораторных ферментеров, которые измеряет значение оптической плотности в ферментере и выводит значение на контроллер ферментера в режиме онлайн. Выводя на монитор значения оптической плотности, можно в реальном времени отслеживать рост микроорганизмов, а также реагировать на изменения в процессе роста. Измерение оптической плотности является важным методом контроля в лабораторном ферментере, позволяющим узнать о состоянии культуры микроорганизмов и принять своевременные меры по ее оптимизации.
На начальной фазе роста оптическая плотность будет низкой, так как концентрация клеток невелика. По мере развития культуры оптическая плотность будет увеличиваться, достигая максимального значения в фазе стационарного роста. Измерение оптической плотности также позволяет контролировать продуктивность культур в ферментере. Например, если оптическая плотность становится константной или начинает падать, это может указывать на ухудшение качества культуры или некорректные условия для роста микроорганизмов. Оптическая плотность может также использоваться для мониторинга стабильности культур. Возникновение аномалий в оптической плотности может быть признаком контаминации или мутации популяции микроорганизмов.
Об измерении концентрации метанола в ферментере
Ферментация Pichia Pastoris — часто используемый метод в биотехнологии для производства белков и ферментов. Однако ферментация сопряжена с некоторыми проблемами, особенно с точки зрения производства метанола. Во время ферментации Pichia Pastoris производит метанол, способствующий росту. Однако метанол токсичен и в высоких концентрациях может ингибировать или даже убивать клетки. Поэтому важно отслеживать и контролировать выработку метанола во время ферментации.
Фаза индукции характеризуется подачей метанола в биореактор при высокой концентрации дрожжей. Из-за своих токсичных свойств концентрация метанола должна строго контролироваться в оптимальном физиологическом диапазоне концентраций на низких уровнях в очень динамичной системе. Непосредственно измеряя концентрацию метанола в культуральной жидкости, мы позволяем оператору процесса регулировать скорость подачи. Однако лучший способ использования зонда метанола — реализовать контур управления. Заданное значение (зависящее от времени) можно использовать для поддержания постоянной или модулированной по профилю концентрации метанола с использованием контроллера обратной связи во время фазы индукции. Этот контур управления может быть реализован либо в программном обеспечении BIORUS как «автономное» устройство, либо путем маршрутизации линейного сигнала на сторонний ПЛК или SCADA. Датчики метанола BIORUS стерилизуются на месте и подвергаются безразборной мойке. Концентрацию метанола можно контролировать в диапазоне от 0,05% об./об. до 1% об./об.
