Eenmaal in de stationaire groeifase wordt er op twee niveaus actie ondernomen: het type bioreactor en de samenstelling/conditie van het kweekmedium. De eerste parameter stelt ons in staat om het gewas af te stemmen op een adequate productie van actieve ingrediënten. Afhankelijk van het type bioreactor en de groeicondities die dit oplegt, wordt het volgende onderscheiden:
- Closed-loop bioreactoren: de inoculumcellen worden gekweekt totdat de stationaire groeifase is bereikt, het medium blijft altijd hetzelfde en het systeem blijft gesloten; op deze manier beginnen de cellen zelf secundaire metabolieten te produceren, omdat ze voelen hoe een voldoende element van stress is het ontbreken van een van hun voedingsstoffen Cellen worden in een gesloten systeem gehouden om secundaire metabolieten te produceren gedurende een bepaalde periode, variërend van een paar dagen tot een volledige week - 15 dagen; na deze tijd wordt het systeem geopend en worden de secundaire metabolieten uit het medium en uit de cellen geëxtraheerd (sommige metabolieten blijven gevangen in de vacuole terwijl andere in de omgeving worden vrijgegeven).
- Semi-continue cyclus bioreactoren: cyclus aangepast aan die soorten gewassen die extra stress-elementen nodig hebben, naast het ontbreken van voedings- en bodemgroeifactoren. Het wordt semi-continu genoemd omdat de cellen al in het midden van de exponentiële groei secundaire metabolieten beginnen te produceren; dit is waarschijnlijk te wijten aan een verandering in het kweekmedium, bijvoorbeeld door de massale extrusie van een secundaire afvalkataboliet, toxisch voor de cellen en daarom een element van stress. Op dit punt wordt 50% van de celmassa uit de bioreactor gehaald, met 50% kweekmedium; uit dit monster worden vervolgens de verschillende actieve ingrediënten geëxtraheerd.
Een gelijkwaardige hoeveelheid nieuw medium wordt toegevoegd aan de bioreactor waarin het resterende percentage cellen en kweekmedium aanwezig is, zodat de cellen vanaf het tijdstip nul weer een exponentiële groeifase kunnen hervatten. In dit geval wordt het systeem geopend wanneer de cellen bevinden zich nog in de exponentiële fase. De bioreactor wordt gedefinieerd als "semi-continu" omdat er met regelmatige tussenpozen kleine maar voldoende hoeveelheden actieve ingrediënten uit worden gehaald.
Het gesloten of semi-continue groeisysteem wordt gekozen op basis van het productieve vermogen van het celtype, er zijn cellen die bij een bepaald groeisysteem meer metabolieten produceren dan bij een ander.
- Bioreactoren met continue cyclus: ze zijn het meest gebruikt, het meest modern en ontwikkeld. Ze zorgen ervoor dat het gewas de stationaire groeifase bereikt; op dit punt worden zeer kleine hoeveelheden cellen en medium continu genomen met regelmatige en korte tijdsintervallen; door de kleine terugtrekking kan de callus hetzelfde aantal verwijderde cellen regenereren, terwijl het verzamelde medium wordt vervangen door een nieuwe.Op deze manier worden de cellen in balans gehouden op de draad van de productie van actieve ingrediënten; een draad dat staat voor de optimalisatie in termen van kwaliteit en kwantiteit van de productie van actieve ingrediënten. Deze constante en continue bemonstering, evenals de toevoeging van nieuwe grond, wordt geautomatiseerd gecontroleerd door chemostaten en turbostaten.De chemostaat is de apparatuur die verantwoordelijk is voor het bewaken van de kweekomstandigheden, zoals de pH en de voedingselementen waaruit de bodem bestaat; wanneer deze niet voldoende zijn, grijpt de apparatuur in door corrigerende middelen in te voeren. De turbostaten daarentegen meten de optische dichtheid van de cultuur, die recht evenredig is met de hoeveelheid cellen; wanneer deze een maximale drempelwaarde bereikt, wordt een kleine hoeveelheid wordt ingenomen, vervolgens onderworpen aan extractie van de actieve ingrediënten.
- Geïmmobiliseerde celbioreactoren: een modaliteit vergelijkbaar met het gesloten-lustype, maar het verschilt wanneer, zodra het vermogen van de celcultuur om secundaire metabolieten te produceren is vastgesteld, gelatiniserende verbindingen of vaste dragers in de bioreactor worden gebracht, die gesloten blijft. Deze dragers zorgen ervoor dat de suspensiekweek een vaste cultuur wordt, altijd in een bioreactor, waar de cellen in de vorm van microaggregaten in gelijke mate in contact staan met het kweekmedium, dus even gevoelig voor de prikkels van het medium.Voor bepaalde celculturen die tot bepaalde planten behoren soort de vaste drager vertegenwoordigt in feite een mechanische stimulus die een gevoelige morfologische en functionele differentiatie kan induceren; met andere woorden, de cellen beginnen, zij het langzaam, te differentiëren tot georganiseerde weefsels; een macro- of microscopische morfo / fysiologische differentiatie komt meestal overeen tot een metabolische differentiatie.Concluderend kan de immobilisatie van de gewassen de productie van secundaire verbindingen bevorderen.
Andere artikelen over "Biotechnologie: soorten bioreactoren en hun toepassingen"
- Biotechnologie: bioreactoren en de synthese van actieve ingrediënten
- farmacognosie
- Biotechnologie: factoren die de productie van actieve ingrediënten beïnvloeden
.jpg)
