ຂ່າວ - ການຕິດຕາມລະດັບອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍໃນຂະບວນການໝັກຢາຊີວະພາບ

ອົກຊີທີ່ລະລາຍແມ່ນຫຍັງ?

ອົກຊີທີ່ລະລາຍ (DO) ໝາຍເຖິງ ອົກຊີໂມເລກຸນ (O_₂) ທີ່ລະລາຍໃນນ້ໍາ. ມັນແຕກຕ່າງຈາກອະຕອມອົກຊີທີ່ມີຢູ່ໃນໂມເລກຸນນ້ໍາ (H_₂O), ຍ້ອນວ່າມັນມີຢູ່ໃນນ້ໍາໃນຮູບແບບຂອງໂມເລກຸນອົກຊີເຈນທີ່ເປັນເອກະລາດ, ບໍ່ວ່າຈະມາຈາກບັນຍາກາດຫຼືຜະລິດໂດຍຜ່ານການສັງເຄາະແສງໂດຍພືດນ້ໍາ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ DO ແມ່ນອິດທິພົນຈາກປັດໃຈຕ່າງໆ, ລວມທັງອຸນຫະພູມ, ຄວາມເຄັມ, ການໄຫຼຂອງນ້ໍາ, ແລະກິດຈະກໍາທາງຊີວະພາບ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວຊີ້ວັດທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການປະເມີນສະຖານະພາບສຸຂະພາບແລະມົນລະພິດຂອງສະພາບແວດລ້ອມນ້ໍາ.

ອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສົ່ງເສີມການເຜົາຜະຫລານຂອງຈຸລິນຊີ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ການຫາຍໃຈຂອງເຊນ, ການຂະຫຍາຍຕົວ, ແລະການສັງເຄາະ biosynthesis ຂອງຜະລິດຕະພັນ metabolic. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລະດັບອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍສູງກວ່າແມ່ນບໍ່ເປັນປະໂຫຍດສະເຫມີ. ອົກຊີເຈນທີ່ເກີນອາດຈະນໍາໄປສູ່ການເຜົາຜະຫລານຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ສະສົມຕື່ມອີກແລະອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາທີ່ເປັນພິດ. ລະດັບ DO ທີ່ດີທີ່ສຸດແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງຊະນິດຂອງແບັກທີເລຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະຊີວະພາບຂອງເປນີຊີລິນ, DO ແມ່ນຖືກຮັກສາໄວ້ຢູ່ທີ່ປະມານ 30% ການອີ່ມຕົວຂອງອາກາດ. ຖ້າ DO ຫຼຸດລົງເຖິງສູນແລະຍັງຄົງຢູ່ໃນລະດັບນັ້ນເປັນເວລາຫ້ານາທີ, ການສ້າງຜະລິດຕະພັນສາມາດມີຄວາມບົກຜ່ອງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຖ້າສະພາບການນີ້ຍັງຄົງຢູ່ເປັນເວລາ 20 ນາທີ, ຄວາມເສຍຫາຍທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ອາດຈະເກີດຂື້ນ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ເຊັນເຊີ DO ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດພຽງແຕ່ສາມາດວັດແທກຄວາມອີ່ມຕົວຂອງອາກາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ແທນທີ່ຈະເປັນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຢ່າງແທ້ຈິງຂອງອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍ. ຫຼັງຈາກການຂ້າເຊື້ອຂອງຂະຫນາດກາງວັດທະນະທໍາ, ການປັບອາກາດແລະ stirring ແມ່ນປະຕິບັດຈົນກ່ວາການອ່ານເຊັນເຊີຄົງທີ່, ໃນຈຸດທີ່ຄ່າໄດ້ຖືກຕັ້ງໄວ້ເປັນ 100% ການອີ່ມຕົວຂອງອາກາດ. ການວັດແທກຕໍ່ມາໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການຫມັກແມ່ນອີງໃສ່ການອ້າງອີງນີ້. ຄ່າ DO ຢ່າງແທ້ຈິງບໍ່ສາມາດຖືກກໍານົດໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີມາດຕະຖານແລະຕ້ອງການເຕັກນິກທີ່ກ້າວຫນ້າ, ເຊັ່ນ: polarography. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການວັດແທກຄວາມອີ່ມຕົວຂອງອາກາດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນພຽງພໍສໍາລັບການກວດສອບແລະຄວບຄຸມຂະບວນການຫມັກ.

ພາຍໃນເຄື່ອງໝັກ, ລະດັບ DO ສາມາດແຕກຕ່າງກັນໄປທົ່ວຂົງເຂດຕ່າງໆ. ເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ການອ່ານທີ່ຫມັ້ນຄົງແມ່ນໄດ້ຮັບໃນຈຸດຫນຶ່ງ, ການເຫນັງຕີງອາດຈະຍັງເກີດຂື້ນໃນບາງສື່ວັດທະນະທໍາ. ເຄື່ອງໝັກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສະແດງການປ່ຽນແປງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ຫຼາຍກວ່າເກົ່າໃນລະດັບ DO, ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເຕີບໂຕຂອງຈຸລິນຊີແລະຜົນຜະລິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຫຼັກຖານຂອງການທົດລອງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ, ເຖິງແມ່ນວ່າລະດັບ DO ສະເລ່ຍອາດຈະເປັນ 30%, ການປະຕິບັດການຫມັກພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການເຫນັງຕີງແມ່ນສັງເກດເຫັນຕ່ໍາກວ່າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນການຂະຫຍາຍເຄື່ອງໝັກ - ນອກເຫນືອຈາກການພິຈາລະນາຄວາມຄ້າຍຄືກັນທາງເລຂາຄະນິດແລະພະລັງງານ - ການຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງທາງກວ້າງຂອງ DO ຍັງຄົງເປັນຈຸດປະສົງການຄົ້ນຄວ້າທີ່ສໍາຄັນ.

ເປັນຫຍັງການຕິດຕາມອົກຊີທີ່ລະລາຍຈຶ່ງມີຄວາມຈຳເປັນໃນການໝັກຊີວະພາບ?

1. ເພື່ອຮັກສາສະພາບແວດລ້ອມການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບຈຸລິນຊີຫຼືຈຸລັງ
ການໝັກທາງອຸດສາຫະກຳໂດຍປົກກະຕິແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຈຸລິນຊີແບບແອໂຣບິກ, ເຊັ່ນ: Escherichia coli ແລະເຊື້ອລາ, ຫຼືຈຸລັງສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມ, ເຊັ່ນ: ຈຸລັງ Hamster Ovary (CHO) ຂອງຈີນ. ຈຸລັງເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກເປັນ "ພະນັກງານ" ພາຍໃນລະບົບການຫມັກ, ຕ້ອງການອົກຊີເຈນສໍາລັບການຫາຍໃຈແລະກິດຈະກໍາການເຜົາຜະຫລານ. ອົກຊີເຈນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວຮັບເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ປາຍຍອດໃນການຫາຍໃຈແບບແອໂຣບິກ, ເຮັດໃຫ້ການຜະລິດພະລັງງານໃນຮູບແບບຂອງ ATP. ການສະຫນອງອົກຊີເຈນທີ່ບໍ່ພຽງພໍສາມາດນໍາໄປສູ່ການຫາຍໃຈຂອງເຊນ, ການຈັບກຸມການຂະຫຍາຍຕົວ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງການເສຍຊີວິດຂອງເຊນ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງການຫມັກ. ການຕິດຕາມລະດັບ DO ຮັບປະກັນວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີເຈນຍັງຄົງຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊນແບບຍືນຍົງແລະຄວາມເປັນໄປໄດ້.

2. ເພື່ອຮັບປະກັນການສັງລວມປະສິດທິພາບຂອງຜະລິດຕະພັນເປົ້າຫມາຍ
ຈຸດປະສົງຂອງການຫມັກຊີວະວິທະຍາບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ເພື່ອສົ່ງເສີມການຂະຫຍາຍເຊນແຕ່ເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການສັງເຄາະປະສິດທິພາບຂອງຜະລິດຕະພັນເປົ້າຫມາຍທີ່ຕ້ອງການ, ເຊັ່ນ insulin, monoclonal antibodies, ວັກຊີນ, ແລະ enzymes. ເສັ້ນທາງຊີວະພາບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຕ້ອງການການປ້ອນຂໍ້ມູນພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ຕົ້ນຕໍແມ່ນມາຈາກການຫາຍໃຈແບບແອໂຣບິກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະບົບ enzymatic ຫຼາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການສັງເຄາະຜະລິດຕະພັນແມ່ນຂຶ້ນກັບອົກຊີເຈນໂດຍກົງ. ການຂາດອົກຊີເຈນອາດຈະຂັດຂວາງຫຼືຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບຂອງເສັ້ນທາງເຫຼົ່ານີ້.

ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ລະດັບ DO ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສັນຍານກົດລະບຽບ. ທັງສອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ DO ສູງເກີນໄປແລະຕ່ໍາສາມາດ:
- ປ່ຽນແປງເສັ້ນທາງການເຜົາຜານຂອງຈຸລັງ, ຕົວຢ່າງ, ປ່ຽນຈາກການຫາຍໃຈແບບແອໂຣບິກໄປສູ່ການໝັກເຊື້ອແບບແອໂຣບິກທີ່ມີປະສິດທິພາບໜ້ອຍລົງ.
- ກະຕຸ້ນການຕອບສະຫນອງຄວາມກົດດັນຂອງເຊນ, ນໍາໄປສູ່ການຜະລິດຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.
- ມີອິດທິພົນຕໍ່ລະດັບການສະແດງອອກຂອງທາດໂປຼຕີນຈາກ exogenous.

ໂດຍການຄວບຄຸມລະດັບ DO ໃນຂັ້ນຕອນຕ່າງໆຂອງການຫມັກຢ່າງຊັດເຈນ, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະນໍາພາການເຜົາຜະຫລານຂອງຈຸລັງໄປສູ່ການສັງເຄາະຜະລິດຕະພັນເປົ້າຫມາຍສູງສຸດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບັນລຸການຫມັກທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແລະຜົນຜະລິດສູງ.

3. ເພື່ອປ້ອງກັນການຂາດອົກຊີເຈນຫຼືເກີນ
ການຂາດອົກຊີເຈນ (hypoxia) ສາມາດສົ່ງຜົນສະທ້ອນຮ້າຍແຮງ:
- ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊລແລະການສັງເຄາະຜະລິດຕະພັນຢຸດເຊົາ.
- ການເຜົາຜານອາຫານປ່ຽນໄປສູ່ເສັ້ນທາງ anaerobic, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສະສົມຂອງອາຊິດອິນຊີເຊັ່ນອາຊິດ lactic ແລະອາຊິດອາຊິດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ pH ຂອງວັດທະນະ ທຳ ຕໍ່າລົງແລະອາດຈະເປັນພິດຂອງຈຸລັງ.
- hypoxia ເປັນເວລາດົນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້, ດ້ວຍການຟື້ນຕົວບໍ່ສົມບູນເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັງຈາກການສະຫນອງອົກຊີເຈນໄດ້ຖືກຟື້ນຟູ.

ອົກຊີເຈນທີ່ເກີນ (supersaturation) ຍັງມີຄວາມສ່ຽງ:
- ມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນອອກຊີເຈນແລະການສ້າງຕັ້ງຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ROS), ເຊິ່ງທໍາລາຍເຍື່ອເຊລແລະ biomolecules.
- ການລະບາຍອາກາດ ແລະ ການປັ່ນປ່ວນຫຼາຍເກີນໄປເຮັດໃຫ້ການຊົມໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານເຮັດໃຫ້ເສຍຊັບພະຍາກອນທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ.

4. ເປັນພາລາມິເຕີທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຕິດຕາມແລະການຄວບຄຸມຄໍາຕິຊົມໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ

DO ແມ່ນຕົວກໍານົດການທີ່ໃຊ້ເວລາທີ່ແທ້ຈິງ, ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະທີ່ສົມບູນແບບທີ່ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງສະພາບພາຍໃນຂອງລະບົບການຫມັກ. ການປ່ຽນແປງໃນລະດັບ DO ສາມາດຊີ້ບອກສະຖານະການທາງກາຍະພາບ ແລະການປະຕິບັດການຕ່າງໆໄດ້ຢ່າງອ່ອນໄຫວ:
- ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊນຢ່າງໄວວາເຮັດໃຫ້ການບໍລິໂພກອົກຊີເຈນເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ລະດັບ DO ຫຼຸດລົງ.
- ການຍ່ອຍສະຫຼາຍຫຼືການຍັບຍັ້ງການຍ່ອຍອາຫານຊ້າລົງ, ຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກອົກຊີເຈນແລະເຮັດໃຫ້ລະດັບ DO ເພີ່ມຂຶ້ນ.
- ການປົນເປື້ອນຂອງຈຸລິນຊີຕ່າງປະເທດປ່ຽນແປງຮູບແບບການບໍລິໂພກອົກຊີ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຫນັງຕີງຂອງ DO ຜິດປົກກະຕິແລະເປັນສັນຍານເຕືອນໄພເບື້ອງຕົ້ນ.
- ອຸປະກອນຜິດປົກກະຕິ, ເຊັ່ນ: ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງ stirrer, ການອຸດຕັນທໍ່ລະບາຍອາກາດ, ຫຼື fouling ຂອງກອງ, ຍັງສາມາດເຮັດໃຫ້ມີພຶດຕິກໍາ DO ຜິດປົກກະຕິ.

ໂດຍການລວມເອົາການຕິດຕາມ DO ໃນເວລາຈິງເຂົ້າໄປໃນລະບົບການຄວບຄຸມຄໍາຕິຊົມອັດຕະໂນມັດ, ລະບຽບການທີ່ຊັດເຈນຂອງລະດັບ DO ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍຜ່ານການປັບຕົວແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງຕົວກໍານົດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
- ຄວາມໄວ stirring: ການເພີ່ມຄວາມໄວເພີ່ມການຕິດຕໍ່ຂອງອາຍແກັສຂອງແຫຼວໂດຍການແຕກອອກຟອງ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງປະສິດທິພາບການໂອນອົກຊີເຈນ. ນີ້ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດແລະມີປະສິດທິພາບ.
- ອັດຕາການລະບາຍອາກາດ: ການປັບອັດຕາການໄຫຼຫຼືອົງປະກອບຂອງອາຍແກັສ inlet (ເຊັ່ນ: ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນຂອງອາກາດຫຼືອົກຊີເຈນທີ່ບໍລິສຸດ).
- ຄວາມກົດດັນຂອງຖັງ: ການເພີ່ມຄວາມກົດດັນເພີ່ມຄວາມກົດດັນບາງສ່ວນຂອງອົກຊີ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມການລະລາຍ.
- ອຸນຫະພູມ: ການຫຼຸດລົງອຸນຫະພູມເພີ່ມທະວີການລະລາຍອົກຊີໃນວັດທະນະທໍາ.

ຄໍາແນະນໍາຜະລິດຕະພັນຂອງ BOQU ສໍາລັບການກວດສອບອອນໄລນ໌ຂອງການຫມັກທາງຊີວະພາບ: