In der stationären Wachstumsphase angekommen, wird auf zwei Ebenen gehandelt: der Art des Bioreaktors und der Zusammensetzung/Bedingung des Kulturmediums. Der erste Parameter ermöglicht es uns, die Kultur auf eine angemessene Produktion von Wirkstoffen zu kalibrieren. Je nach Art des Bioreaktors und den damit verbundenen Wachstumsbedingungen unterscheidet man:
- Closed-Loop-Bioreaktoren: Die Inokulumzellen werden bis zum Erreichen der stationären Wachstumsphase gezüchtet, das Medium bleibt immer gleich und das System bleibt geschlossen; so beginnen die Zellen von selbst Sekundärmetaboliten zu produzieren, da sie spüren, wie ein ausreichender Stressfaktor ist der Mangel an einem ihrer Nährstoffe Zellen werden in einem geschlossenen System gehalten, um Sekundärmetaboliten für einen bestimmten Zeitraum zu produzieren, der von einigen Tagen bis zu einer ganzen Woche reicht - 15 Tage; nach dieser Zeit wird das System geöffnet und die Sekundärmetaboliten aus dem Medium und aus den Zellen extrahiert (einige Metaboliten bleiben in der Vakuole gefangen, während andere in die Umgebung abgegeben werden).
- Bioreaktoren mit halbkontinuierlichem Zyklus: Zyklus, der an jene Pflanzenarten angepasst ist, die zusätzlich zum Mangel an Nährstoffen und Bodenwachstumsfaktoren zusätzliche Stresselemente benötigen. Es wird als semikontinuierlich bezeichnet, weil die Zellen bereits mitten im exponentiellen Wachstum beginnen, Sekundärmetaboliten zu produzieren; dies ist wahrscheinlich auf eine Veränderung des Kulturmediums zurückzuführen, beispielsweise durch die massive Extrusion eines sekundären Abfallkataboliten, der für die Zellen toxisch und damit ein Stresselement ist. An diesem Punkt werden dem Bioreaktor 50 % der Zellmasse entnommen, mit 50 % Kulturmedium; Aus dieser Probe werden dann die verschiedenen Wirkstoffe extrahiert.
Ein äquivalentes Aliquot an neuem Medium wird in den Bioreaktor gegeben, in dem sich der restliche Prozentsatz an Zellen und Kulturmedium befindet, damit die Zellen ab dem Zeitpunkt Null wieder eine exponentielle Wachstumsphase beginnen können.In diesem Fall wird das System geöffnet, wenn die Zellen befinden sich noch in der exponentiellen Phase Der Bioreaktor wird als "semi-kontinuierlich" bezeichnet, weil ihm in regelmäßigen Abständen kleine, aber ausreichende Mengen an Wirkstoffen entzogen werden.
Das geschlossene oder halbkontinuierliche Wachstumssystem wird auf der Grundlage der Produktionskapazität des Zelltyps gewählt, es gibt Zellen, die mit einem bestimmten Wachstumssystem mehr Metaboliten produzieren als mit einem anderen.
- Bioreaktoren mit kontinuierlichem Zyklus: Sie sind die am häufigsten verwendeten, modernsten und technisch ausgereiftesten. Sie ermöglichen es der Pflanze, die stationäre Wachstumsphase zu erreichen; zu diesem Zeitpunkt werden in regelmäßigen und engen Zeitabständen sehr kleine Aliquots von Zellen und Medium im Kontinuum entnommen; Durch die geringe Entnahme kann der Kallus die gleiche Anzahl an Zellen regenerieren, die entfernt wurde, während das gesammelte Medium durch ein neues ersetzt wird, so dass die Zellen auf dem Faden der Wirkstoffproduktion im Gleichgewicht gehalten werden; ein Faden das die qualitativ und quantitativ optimierte Wirkstoffproduktion darstellt. Diese ständige und kontinuierliche Probenahme sowie die Zugabe von neuem Boden werden automatisiert durch Chemostate und Turbostate überwacht.Der Chemostat ist die Einrichtung, die für die Überwachung der Kulturbedingungen, wie des pH-Werts und der Nährstoffe, die den Boden bilden, verantwortlich ist; wenn diese nicht ausreichen, greift das Gerät ein, indem es die Korrekturmittel einführt.Die Turbostate hingegen messen die optische Dichte der Kultur, die direkt proportional zur Zellmenge ist, wenn diese einen maximalen Schwellenwert erreicht, a kleine Menge entnommen und anschließend der Extraktion der Wirkstoffe unterzogen.
- Bioreaktoren mit immobilisierten Zellen: eine dem Closed-Loop-Typ ähnliche Modalität, jedoch anders, wenn, nachdem die Fähigkeit der Zellkultur zur Produktion von Sekundärmetaboliten festgestellt wurde, gelatinierende Verbindungen oder feste Träger in den Bioreaktor eingebracht werden, der geschlossen bleibt. Diese Träger ermöglichen, dass die Suspensionskultur immer innerhalb eines Bioreaktors zu einer festen Kultur wird, in der die Zellen in Form von Mikroaggregaten gleichermaßen mit dem Kulturmedium in Kontakt stehen und daher gleichermaßen empfindlich auf die Stimuli des Mediums reagieren Spezies stellt der feste Träger in der Tat einen mechanischen Reiz dar, der in der Lage ist, eine sensible morphologische und funktionelle Differenzierung zu induzieren, mit anderen Worten, die Zellen beginnen, wenn auch langsam, sich in organisierte Gewebe zu differenzieren; eine makro- oder mikroskopische morphologische / physiologische Differenzierung entspricht meistens zu einer metabolischen Differenzierung dar. Zusammenfassend kann die Immobilisierung der Pflanzen die Produktion von Sekundärstoffen begünstigen.
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