- •1 Кинетика процессов утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток
- •1.1 Идеальные реакторы для изучения кинетики клеточного роста
- •1.2 Идеальный реактор периодического действия
- •1.3 Идеальный проточный реактор с полным перемешиванием (прпп)
- •1.2 Кинетика сбалансированного роста
- •Рост филаментозных организмов
- •Структурированные модели кинетики клеточного роста
- •Компартментальные модели
- •Неструктурированные модели
- •Химически структурированные модели кинетики образования продуктов жизнедеятельности клеток
- •Кинетика образования продуктов жизнедеятельности филаментозными организмами
- •Кинетика тепловой гибели клеток и спор
- •Заключение
- •Вопросы для самоконтроля.
- •2 Проектирование и расчет биологических реакторов
- •1. Идеальные биореакторы
- •1.1. Реакторы периодического действия с добавлением субстрата
- •1.2. Реакции в прпп, катализируемые ферментами
- •1.3. Проточные реакторы с полным перемешиванием для культур клеток и пристеночный рост клеток
- •9.1.4. Идеальный трубчатый реактор полного вытеснения (трпв)
- •3. Реакторы с неидеальным перемешиванием
- •3.1. Время выравнивания концентраций в реакторах с перемешиванием
- •3.4. Взаимосвязь между перемешиванием и биологическими превращениями
- •4. Стерилизаторы
- •4.1. Периодическая стерилизация
- •4.2. Непрерывная стерилизация
- •5. Иммобилизованные биокатализаторы
- •5.1. Типы биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток и их свойства
- •5.2. Применение биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток
- •7. Технология микробиологических процессов
- •7.1. Подбор состава среды
- •7.2. Проектирование типичного асептического аэробного микробиологического процесса и его ведение
- •7.3. Биореакторы других типов
- •8. Особенности технологии процессов с участием растительных и животных клеток и соответствующих реакторов
- •8.1. Культивирование животных клеток; требования к среде
- •8.2. Промышленные реакторы для крупномасштабных процессов с участием животных клеток
- •8.3. Культивирование растительных клеток
- •1. Детекторы для определения физических и химических параметров среды и газов
- •1.1. Детекторы для определения физических свойств среды и газов
- •1.2. Детекторы для определения химического состава среды
- •1.3. Газовый анализ
- •2. Детекторы для непрерывного контроля характеристик популяции клеток
- •3. Автономные методы анализа
- •3.1. Определение свойств среды
- •3.2. Анализ состава популяции клеток
- •4. Эвм и интерфейсы
- •4.1. Основные элементы цифровых эвм
- •4.2. Интерфейсы и периферийные устройства эвм
- •4.3. Системы программного обеспечения
- •5. Анализ данных
- •5.1. Сглаживание и интерполяция данных
- •6. Управление процессами биохимической технологии
- •6.1. Непосредственное управление процессами
- •6.2. Каскадное управление метаболизмом
Заключение
Как мы упоминали во введении к настоящей главе, конечной целью изучения кинетики клеточного роста является математическое количественное описание совместного влияния генетической природы организмов и среды на скорости процессов, осуществляющихся в популяции этих организмов. В настоящее время мы располагаем целым рядом частных моделей, одни из которых учитывают незначительные генетические изменения, другие — небольшие отклонения в составе среды, а третьи описывают гетерогенность клеток культуры. Учитывая ограниченную применимость каждой из таких моделей, специалист в области биохимической технологии должен прежде всего четко определить предполагаемую сферу использования данной кинетической модели и в соответствии с этим придать ей необходимую форму и глубину.
Громадные успехи фундаментальных биологических наук и вычислительной техники в будущем позволят создать более надежные, более глубокие и более механистические модели кинетики клеточного роста.
В этой главе мы изучили зависимости между ростом биомассы, утилизацией субстрата и образованием продуктов жизнедеятельности клеток. Экспериментальные данные помогли нам выяснить основные характеристики роста популяций клеток и филаментозных организмов. Мы рассмотрели также математические модели роста популяций микроорганизмов, необходимые для анализа и проектирования технологических процессов с их участием.
Вопросы для самоконтроля.
Охарактеризуйте особенности идеального реактора периодического действия для изучения кинетики клеточного роста.
Охарактеризуйте идеальный проточный реактор с полным перемешиванием (ПРПП)
Опишите уравнение Моно для кинетики клеточного роста микроорганизмов в естественных системах и промышленных процессах.
Опишите кинетику сбалансированного роста процессов утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток.
Охарактеризуйте влияние эндогенного метаболизма и метаболизма поддержания на кинетику клеточного роста
Какие уравнения кинетики клеточного роста Вам известны? Проведите сравнительный анализ данных уравнений с выражением предложенным Моно.
Перечислите параметры среды, влияющие на кинетику клеточного роста.
Опишите особенности фаз роста клеток в реакторах периодического действия.
Охарактеризуйте кинетику клеточного роста в переходном состоянии.
Дайте характеристику неструктурной модели клеточного роста в периодических процессах.
Опишите особенности роста филаментозных организмов
Дайте характеристику структурной модели клеточного роста.
Охарактеризуйте компартментальные модели
Опишите кинетику процессов утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток при использовании компартментальной модели
Опишите кинетику процесса утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток.
Проведите анализ кинетики процессов утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток.
В чем заключается необходимость моделирования клеточного роста при оптимизации биотехнологического процесса.
Опишите кинетику процесса утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток.
Опишите кинетику образования продуктов жизнедеятельности филаментозными организмами
Опишите кинетику тепловой гибели клеток и спор при утилизации субстрата, образования продуктов метаболизма и биомассы в культурах клеток.