செய்திகள் - உயிரி மருந்து நொதித்தல் செயல்பாட்டில் கரைந்த ஆக்ஸிஜன் அளவுகளைக் கண்காணித்தல்

கரைந்த ஆக்ஸிஜன் என்றால் என்ன?

கரைந்த ஆக்ஸிஜன் (DO) என்பது மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனை (O) குறிக்கிறது._�) நீரில் கரைக்கப்படுகிறது. இது நீர் மூலக்கூறுகளில் (H) இருக்கும் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களிலிருந்து வேறுபடுகிறது._�O), நீரில் இருப்பதால், வளிமண்டலத்திலிருந்து உருவாகும் அல்லது நீர்வாழ் தாவரங்களால் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் உருவாக்கப்படும் சுயாதீன ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகளின் வடிவத்தில் இது உள்ளது. DO இன் செறிவு வெப்பநிலை, உப்புத்தன்மை, நீர் ஓட்டம் மற்றும் உயிரியல் செயல்பாடுகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது. எனவே, நீர்வாழ் சூழல்களின் ஆரோக்கியம் மற்றும் மாசு நிலையை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரு முக்கியமான குறிகாட்டியாக இது செயல்படுகிறது.

கரைந்த ஆக்ஸிஜன் நுண்ணுயிர் வளர்சிதை மாற்றத்தை ஊக்குவிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, செல்லுலார் சுவாசம், வளர்ச்சி மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற பொருட்களின் உயிரியல் தொகுப்பு ஆகியவற்றை பாதிக்கிறது. இருப்பினும், அதிக அளவு கரைந்த ஆக்ஸிஜன் எப்போதும் நன்மை பயக்காது. அதிகப்படியான ஆக்ஸிஜன் திரட்டப்பட்ட பொருட்களின் மேலும் வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் நச்சு எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்தக்கூடும். உகந்த DO அளவுகள் வெவ்வேறு பாக்டீரியா இனங்களுக்கிடையில் வேறுபடுகின்றன. உதாரணமாக, பென்சிலினின் உயிரியல் தொகுப்பின் போது, DO பொதுவாக தோராயமாக 30% காற்று செறிவூட்டலில் பராமரிக்கப்படுகிறது. DO பூஜ்ஜியத்திற்குக் குறைந்து ஐந்து நிமிடங்கள் அந்த மட்டத்தில் இருந்தால், தயாரிப்பு உருவாக்கம் கணிசமாக பாதிக்கப்படலாம். இந்த நிலை 20 நிமிடங்கள் நீடித்தால், மீளமுடியாத சேதம் ஏற்படலாம்.

தற்போது, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் DO சென்சார்கள் கரைந்த ஆக்ஸிஜனின் முழுமையான செறிவை அளவிடுவதற்குப் பதிலாக, தொடர்புடைய காற்று செறிவூட்டலை மட்டுமே அளவிட முடியும். வளர்ப்பு ஊடகத்தின் கிருமி நீக்கத்திற்குப் பிறகு, சென்சார் வாசிப்பு நிலைபெறும் வரை காற்றோட்டம் மற்றும் கிளறல் செய்யப்படுகிறது, அந்த நேரத்தில் மதிப்பு 100% காற்று செறிவூட்டலாக அமைக்கப்படும். நொதித்தல் செயல்பாட்டின் போது அடுத்தடுத்த அளவீடுகள் இந்த குறிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. நிலையான சென்சார்களைப் பயன்படுத்தி முழுமையான DO மதிப்புகளை தீர்மானிக்க முடியாது, மேலும் துருவவியல் போன்ற மேம்பட்ட நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன. இருப்பினும், காற்று செறிவூட்டல் அளவீடுகள் பொதுவாக நொதித்தல் செயல்முறைகளைக் கண்காணிக்கவும் கட்டுப்படுத்தவும் போதுமானவை.

ஒரு நொதிப்பான் உள்ளே, DO அளவுகள் வெவ்வேறு பகுதிகளில் மாறுபடும். ஒரு கட்டத்தில் நிலையான அளவீடு பெறப்பட்டாலும் கூட, சில வளர்ப்பு ஊடகங்களில் ஏற்ற இறக்கங்கள் இன்னும் ஏற்படலாம். பெரிய நொதிப்பான்கள் DO அளவுகளில் அதிக இடஞ்சார்ந்த மாறுபாடுகளைக் காட்டுகின்றன, இது நுண்ணுயிர் வளர்ச்சி மற்றும் உற்பத்தித்திறனை கணிசமாக பாதிக்கும். சராசரி DO அளவு 30% ஆக இருந்தாலும், ஏற்ற இறக்கமான நிலைமைகளின் கீழ் நொதித்தல் செயல்திறன் நிலையான நிலைமைகளை விட குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைவாக உள்ளது என்பதை சோதனை சான்றுகள் காட்டுகின்றன. எனவே, நொதிப்பான்களின் அளவை அதிகரிப்பதில் - வடிவியல் மற்றும் சக்தி ஒற்றுமையைக் கருத்தில் கொள்ளாமல் - இடஞ்சார்ந்த DO மாறுபாடுகளைக் குறைப்பது ஒரு முக்கிய ஆராய்ச்சி நோக்கமாக உள்ளது.

உயிரி மருந்து நொதித்தலில் கரைந்த ஆக்ஸிஜன் கண்காணிப்பு ஏன் அவசியம்?

1. நுண்ணுயிரிகள் அல்லது செல்களுக்கு உகந்த வளர்ச்சி சூழலைப் பராமரிக்க
தொழில்துறை நொதித்தல் பொதுவாக எஸ்கெரிச்சியா கோலி மற்றும் ஈஸ்ட் போன்ற ஏரோபிக் நுண்ணுயிரிகளையோ அல்லது சீன வெள்ளெலி கருப்பை (CHO) செல்கள் போன்ற பாலூட்டி செல்களையோ உள்ளடக்கியது. இந்த செல்கள் நொதித்தல் அமைப்பிற்குள் "வேலை செய்பவர்களாக" செயல்படுகின்றன, சுவாசம் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டிற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவைப்படுகிறது. ஏரோபிக் சுவாசத்தில் ஆக்ஸிஜன் முனைய எலக்ட்ரான் ஏற்பியாக செயல்படுகிறது, இது ATP வடிவத்தில் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய உதவுகிறது. போதுமான ஆக்ஸிஜன் வழங்கல் செல்லுலார் மூச்சுத் திணறல், வளர்ச்சி நிறுத்தம் அல்லது செல் இறப்புக்கு வழிவகுக்கும், இறுதியில் நொதித்தல் தோல்விக்கு வழிவகுக்கும். DO அளவைக் கண்காணிப்பது ஆக்ஸிஜன் செறிவுகள் நிலையான செல் வளர்ச்சி மற்றும் நம்பகத்தன்மைக்கு உகந்த வரம்பிற்குள் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

2. இலக்கு தயாரிப்புகளின் திறமையான தொகுப்பை உறுதி செய்ய
உயிரி மருந்து நொதித்தலின் நோக்கம் செல் பெருக்கத்தை ஊக்குவிப்பது மட்டுமல்ல, இன்சுலின், மோனோக்ளோனல் ஆன்டிபாடிகள், தடுப்பூசிகள் மற்றும் என்சைம்கள் போன்ற விரும்பிய இலக்கு தயாரிப்புகளின் திறமையான தொகுப்பை எளிதாக்குவதும் ஆகும். இந்த உயிரியக்கவியல் பாதைகளுக்கு பெரும்பாலும் கணிசமான ஆற்றல் உள்ளீடு தேவைப்படுகிறது, இது முதன்மையாக ஏரோபிக் சுவாசத்திலிருந்து பெறப்படுகிறது. கூடுதலாக, தயாரிப்பு தொகுப்பில் ஈடுபடும் பல நொதி அமைப்புகள் நேரடியாக ஆக்ஸிஜனைச் சார்ந்துள்ளது. ஆக்ஸிஜன் குறைபாடு இந்த பாதைகளின் செயல்திறனை சீர்குலைக்கலாம் அல்லது குறைக்கலாம்.

மேலும், DO அளவுகள் ஒரு ஒழுங்குமுறை சமிக்ஞையாகச் செயல்படுகின்றன. அதிகப்படியான அதிக மற்றும் குறைந்த DO செறிவுகள் இரண்டும்:
- செல்லுலார் வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளை மாற்றுதல், எடுத்துக்காட்டாக, ஏரோபிக் சுவாசத்திலிருந்து குறைந்த செயல்திறன் கொண்ட காற்றில்லா நொதித்தலுக்கு மாறுதல்.
- செல்லுலார் அழுத்த பதில்களைத் தூண்டி, விரும்பத்தகாத துணைப் பொருட்களின் உற்பத்திக்கு வழிவகுக்கிறது.
- வெளிப்புற புரதங்களின் வெளிப்பாடு நிலைகளை பாதிக்கிறது.

நொதித்தலின் வெவ்வேறு நிலைகளில் DO அளவைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், செல்லுலார் வளர்சிதை மாற்றத்தை அதிகபட்ச இலக்கு தயாரிப்புத் தொகுப்பை நோக்கி வழிநடத்த முடியும், இதன் மூலம் அதிக அடர்த்தி மற்றும் அதிக மகசூல் நொதித்தலை அடைய முடியும்.

உயிரி மருந்துகளுக்கான நீர் ஓட்ட விளக்கப்படத்திற்கான அறிமுகம்

3. ஆக்ஸிஜன் குறைபாடு அல்லது அதிகப்படியானதைத் தடுக்க
ஆக்ஸிஜன் குறைபாடு (ஹைபோக்ஸியா) கடுமையான விளைவுகளை ஏற்படுத்தும்:
- செல் வளர்ச்சி மற்றும் தயாரிப்பு தொகுப்பு நிறுத்தப்படும்.
- வளர்சிதை மாற்றம் காற்றில்லா பாதைகளுக்கு மாறுகிறது, இதன் விளைவாக லாக்டிக் அமிலம் மற்றும் அசிட்டிக் அமிலம் போன்ற கரிம அமிலங்கள் குவிந்து, வளர்ப்பு ஊடகத்தின் pH ஐக் குறைத்து செல்களை விஷமாக்கக்கூடும்.
- நீடித்த ஹைபோக்ஸியா மீளமுடியாத சேதத்தை ஏற்படுத்தும், ஆக்ஸிஜன் விநியோகம் மீட்டெடுக்கப்பட்ட பின்னரும் மீட்பு முழுமையடையாது.

அதிகப்படியான ஆக்ஸிஜன் (சூப்பர்சாச்சுரேஷன்) ஆபத்துகளையும் ஏற்படுத்துகிறது:
- இது ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தைத் தூண்டி, உயிரணு சவ்வுகள் மற்றும் உயிர் மூலக்கூறுகளை சேதப்படுத்தும் எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ROS) உருவாவதைத் தூண்டும்.
- அதிகப்படியான காற்றோட்டம் மற்றும் கிளர்ச்சி ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் செயல்பாட்டு செலவுகளை அதிகரிக்கிறது, இதனால் தேவையற்ற வள விரயம் ஏற்படுகிறது.

4. நிகழ்நேர கண்காணிப்பு மற்றும் பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டுக்கான முக்கியமான அளவுருவாக

DO என்பது நொதித்தல் அமைப்பின் உள் நிலைமைகளைப் பிரதிபலிக்கும் நிகழ்நேர, தொடர்ச்சியான மற்றும் விரிவான அளவுருவாகும். DO அளவுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் பல்வேறு உடலியல் மற்றும் செயல்பாட்டு நிலைகளை உணர்திறன் ரீதியாகக் குறிக்கலாம்:
- விரைவான செல் வளர்ச்சி ஆக்ஸிஜன் நுகர்வை அதிகரிக்கிறது, இதனால் DO அளவுகள் குறைகின்றன.
- அடி மூலக்கூறு குறைப்பு அல்லது தடுப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தை மெதுவாக்குகிறது, ஆக்ஸிஜன் நுகர்வு குறைகிறது மற்றும் DO அளவுகள் உயர காரணமாகிறது.
- வெளிநாட்டு நுண்ணுயிரிகளால் ஏற்படும் மாசுபாடு ஆக்ஸிஜன் நுகர்வு முறையை மாற்றுகிறது, இது அசாதாரண DO ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது மற்றும் ஆரம்ப எச்சரிக்கை சமிக்ஞையாக செயல்படுகிறது.
- ஸ்டிரர் செயலிழப்பு, காற்றோட்டக் குழாய் அடைப்பு அல்லது வடிகட்டி கறைபடிதல் போன்ற உபகரணக் கோளாறுகளும் அசாதாரண DO நடத்தைக்கு வழிவகுக்கும்.

நிகழ்நேர DO கண்காணிப்பை ஒரு தானியங்கி பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பில் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், பின்வரும் அளவுருக்களின் மாறும் சரிசெய்தல் மூலம் DO நிலைகளின் துல்லியமான ஒழுங்குமுறையை அடைய முடியும்:
- கிளறல் வேகம்: வேகத்தை அதிகரிப்பது குமிழ்களை உடைப்பதன் மூலம் வாயு-திரவ தொடர்பை மேம்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் ஆக்ஸிஜன் பரிமாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. இது மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் பயனுள்ள முறையாகும்.
- காற்றோட்ட விகிதம்: நுழைவாயில் வாயுவின் ஓட்ட விகிதம் அல்லது கலவையை சரிசெய்தல் (எ.கா., காற்று அல்லது தூய ஆக்ஸிஜனின் விகிதத்தை அதிகரித்தல்).
- தொட்டி அழுத்தம்: அழுத்தத்தை உயர்த்துவது ஆக்ஸிஜன் பகுதி அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது, இதனால் கரைதிறன் அதிகரிக்கிறது.
- வெப்பநிலை: வெப்பநிலையைக் குறைப்பது வளர்ப்பு ஊடகத்தில் ஆக்ஸிஜன் கரைதிறனை அதிகரிக்கிறது.

உயிரியல் நொதித்தலை ஆன்லைனில் கண்காணிப்பதற்கான BOQU தயாரிப்பு பரிந்துரைகள்: