ইমেইল:joy@shboqu.com

জৈব ঔষধ গাঁজন প্রক্রিয়ায় দ্রবীভূত অক্সিজেনের মাত্রা পর্যবেক্ষণ

দ্রবীভূত অক্সিজেন কী?

দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO) বলতে আণবিক অক্সিজেন (O) বোঝায়।) যা পানিতে দ্রবীভূত হয়। এটি জলের অণুতে উপস্থিত অক্সিজেন পরমাণু থেকে পৃথক (HO), কারণ এটি জলে স্বাধীন অক্সিজেন অণু আকারে বিদ্যমান, হয় বায়ুমণ্ডল থেকে উদ্ভূত হয় অথবা জলজ উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে উৎপন্ন হয়। DO-এর ঘনত্ব তাপমাত্রা, লবণাক্ততা, জলপ্রবাহ এবং জৈবিক ক্রিয়াকলাপ সহ বিভিন্ন কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। এইভাবে, এটি জলজ পরিবেশের স্বাস্থ্য এবং দূষণের অবস্থা মূল্যায়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হিসেবে কাজ করে।

দ্রবীভূত অক্সিজেন মাইক্রোবিয়াল বিপাক বৃদ্ধিতে, কোষীয় শ্বসন, বৃদ্ধি এবং বিপাকীয় পণ্যের জৈব সংশ্লেষণকে প্রভাবিত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তবে, দ্রবীভূত অক্সিজেনের উচ্চ মাত্রা সর্বদা উপকারী নয়। অতিরিক্ত অক্সিজেন জমে থাকা পণ্যগুলির আরও বিপাক ঘটাতে পারে এবং সম্ভাব্যভাবে বিষাক্ত প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে। বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া প্রজাতির মধ্যে সর্বোত্তম DO স্তর পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, পেনিসিলিনের জৈব সংশ্লেষণের সময়, DO সাধারণত প্রায় 30% বায়ু স্যাচুরেশনে বজায় থাকে। যদি DO শূন্যে নেমে যায় এবং পাঁচ মিনিটের জন্য সেই স্তরে থাকে, তাহলে পণ্য গঠন উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাহত হতে পারে। যদি এই অবস্থা 20 মিনিট ধরে অব্যাহত থাকে, তাহলে অপরিবর্তনীয় ক্ষতি হতে পারে।

বর্তমানে, সর্বাধিক ব্যবহৃত DO সেন্সরগুলি দ্রবীভূত অক্সিজেনের পরম ঘনত্বের পরিবর্তে কেবল আপেক্ষিক বায়ু স্যাচুরেশন পরিমাপ করতে পারে। কালচার মাধ্যমের জীবাণুমুক্তকরণের পরে, সেন্সর রিডিং স্থিতিশীল না হওয়া পর্যন্ত বায়ুচলাচল এবং আলোড়ন করা হয়, এই সময়ে মানটি 100% বায়ু স্যাচুরেশনে সেট করা হয়। গাঁজন প্রক্রিয়া চলাকালীন পরবর্তী পরিমাপগুলি এই রেফারেন্সের উপর ভিত্তি করে করা হয়। স্ট্যান্ডার্ড সেন্সর ব্যবহার করে পরম DO মান নির্ধারণ করা যায় না এবং এর জন্য আরও উন্নত কৌশল প্রয়োজন, যেমন পোলারোগ্রাফি। তবে, গাঁজন প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য সাধারণত বায়ু স্যাচুরেশন পরিমাপ যথেষ্ট।

একটি ফার্মেন্টারের মধ্যে, বিভিন্ন অঞ্চলে DO স্তর পরিবর্তিত হতে পারে। এমনকি যখন এক পর্যায়ে স্থিতিশীল রিডিং পাওয়া যায়, তখনও কিছু নির্দিষ্ট কালচার মিডিয়াতে ওঠানামা ঘটতে পারে। বৃহত্তর ফার্মেন্টারগুলিতে DO স্তরে বৃহত্তর স্থানিক তারতম্য দেখা যায়, যা মাইক্রোবায়াল বৃদ্ধি এবং উৎপাদনশীলতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। পরীক্ষামূলক প্রমাণ দেখিয়েছে যে, যদিও গড় DO স্তর 30% হতে পারে, তবুও ওঠানামাকারী পরিস্থিতিতে গাঁজন কর্মক্ষমতা স্থিতিশীল অবস্থার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। অতএব, ফার্মেন্টারের স্কেল-আপে - জ্যামিতিক এবং শক্তির সাদৃশ্য বিবেচনার বাইরে - স্থানিক DO বৈচিত্র্য হ্রাস করা একটি মূল গবেষণার উদ্দেশ্য।

জৈব-ফার্মাসিউটিক্যাল গাঁজনে দ্রবীভূত অক্সিজেন পর্যবেক্ষণ কেন অপরিহার্য?

১. অণুজীব বা কোষের জন্য সর্বোত্তম বৃদ্ধির পরিবেশ বজায় রাখা
শিল্প গাঁজন প্রক্রিয়ায় সাধারণত বায়বীয় অণুজীব, যেমন Escherichia coli এবং yeast, অথবা স্তন্যপায়ী কোষ, যেমন Chinese Hamster Ovary (CHO) কোষ জড়িত থাকে। এই কোষগুলি গাঁজন ব্যবস্থার মধ্যে "কর্মী" হিসেবে কাজ করে, শ্বসন এবং বিপাকীয় কার্যকলাপের জন্য অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়। অক্সিজেন বায়বীয় শ্বসনে টার্মিনাল ইলেকট্রন গ্রহণকারী হিসেবে কাজ করে, যা ATP আকারে শক্তি উৎপাদন সক্ষম করে। অপর্যাপ্ত অক্সিজেন সরবরাহ কোষীয় শ্বাসরোধ, বৃদ্ধি বন্ধ, এমনকি কোষের মৃত্যু পর্যন্ত ঘটাতে পারে, যার ফলে পরিণামে গাঁজন ব্যর্থতা দেখা দেয়। DO স্তর পর্যবেক্ষণ নিশ্চিত করে যে টেকসই কোষ বৃদ্ধি এবং কার্যকারিতার জন্য অক্সিজেনের ঘনত্ব সর্বোত্তম সীমার মধ্যে থাকে।

২. লক্ষ্য পণ্যের দক্ষ সংশ্লেষণ নিশ্চিত করা
জৈব-ঔষধ ফারমেন্টেশনের উদ্দেশ্য কেবল কোষের বিস্তার বৃদ্ধি করা নয় বরং ইনসুলিন, মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডি, ভ্যাকসিন এবং এনজাইমের মতো কাঙ্ক্ষিত লক্ষ্য পণ্যগুলির দক্ষ সংশ্লেষণকে সহজতর করা। এই জৈব-সংশ্লেষণমূলক পথগুলিতে প্রায়শই প্রচুর পরিমাণে শক্তির প্রয়োজন হয়, যা মূলত বায়বীয় শ্বসন থেকে প্রাপ্ত হয়। উপরন্তু, পণ্য সংশ্লেষণের সাথে জড়িত অনেক এনজাইমেটিক সিস্টেম সরাসরি অক্সিজেনের উপর নির্ভর করে। অক্সিজেনের ঘাটতি এই পথগুলির কার্যকারিতা ব্যাহত বা হ্রাস করতে পারে।

অধিকন্তু, DO স্তরগুলি একটি নিয়ন্ত্রক সংকেত হিসাবে কাজ করে। অত্যধিক উচ্চ এবং নিম্ন DO ঘনত্ব উভয়ই করতে পারে:
- কোষীয় বিপাকীয় পথ পরিবর্তন করা, উদাহরণস্বরূপ, বায়বীয় শ্বসন থেকে কম দক্ষ অ্যানেরোবিক গাঁজনে স্থানান্তর করা।
- কোষীয় চাপের প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে, যার ফলে অবাঞ্ছিত উপজাত উৎপন্ন হয়।
- বহির্মুখী প্রোটিনের প্রকাশের মাত্রাকে প্রভাবিত করে।

গাঁজন প্রক্রিয়ার বিভিন্ন পর্যায়ে DO স্তরগুলি সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, কোষীয় বিপাককে সর্বাধিক লক্ষ্য পণ্য সংশ্লেষণের দিকে পরিচালিত করা সম্ভব, যার ফলে উচ্চ-ঘনত্ব এবং উচ্চ-ফলন গাঁজন অর্জন করা সম্ভব।

৩. অক্সিজেনের ঘাটতি বা অতিরিক্ত রোধ করতে
অক্সিজেনের ঘাটতি (হাইপোক্সিয়া) গুরুতর পরিণতি ঘটাতে পারে:
- কোষের বৃদ্ধি এবং পণ্য সংশ্লেষণ বন্ধ হয়ে যায়।
- বিপাক অ্যানেরোবিক পথে স্থানান্তরিত হয়, যার ফলে ল্যাকটিক অ্যাসিড এবং অ্যাসিটিক অ্যাসিডের মতো জৈব অ্যাসিড জমা হয়, যা কালচার মাধ্যমের pH কমিয়ে দেয় এবং কোষগুলিকে বিষাক্ত করতে পারে।
- দীর্ঘস্থায়ী হাইপোক্সিয়া অপরিবর্তনীয় ক্ষতির কারণ হতে পারে, অক্সিজেন সরবরাহ পুনরুদ্ধারের পরেও পুনরুদ্ধার অসম্পূর্ণ থাকে।

অতিরিক্ত অক্সিজেন (অতিরিক্ত স্যাচুরেশন) ঝুঁকি তৈরি করে:
- এটি অক্সিডেটিভ স্ট্রেস এবং প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির (ROS) গঠনের কারণ হতে পারে, যা কোষের ঝিল্লি এবং জৈব অণুর ক্ষতি করে।
- অতিরিক্ত বায়ুচলাচল এবং আন্দোলন শক্তি খরচ এবং পরিচালন খরচ বৃদ্ধি করে, যার ফলে অপ্রয়োজনীয় সম্পদের অপচয় হয়।

৪. রিয়েল-টাইম মনিটরিং এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হিসাবে

DO হল একটি বাস্তব-সময়ের, ধারাবাহিক এবং ব্যাপক পরামিতি যা গাঁজন ব্যবস্থার অভ্যন্তরীণ অবস্থা প্রতিফলিত করে। DO স্তরের পরিবর্তন সংবেদনশীলভাবে বিভিন্ন শারীরবৃত্তীয় এবং কার্যকরী অবস্থা নির্দেশ করতে পারে:
- দ্রুত কোষ বৃদ্ধি অক্সিজেন খরচ বাড়ায়, যার ফলে ডিও স্তর হ্রাস পায়।
- সাবস্ট্রেট হ্রাস বা বাধা বিপাককে ধীর করে দেয়, অক্সিজেন খরচ হ্রাস করে এবং ডিও স্তর বৃদ্ধি করে।
- বিদেশী অণুজীবের দূষণ অক্সিজেন গ্রহণের ধরণকে পরিবর্তন করে, যার ফলে অস্বাভাবিক ডিও ওঠানামা হয় এবং এটি একটি প্রাথমিক সতর্কতা সংকেত হিসেবে কাজ করে।
- সরঞ্জামের ত্রুটি, যেমন স্টিরার ব্যর্থতা, বায়ুচলাচল পাইপ ব্লকেজ, বা ফিল্টার ফাউলিং, অস্বাভাবিক DO আচরণের কারণ হতে পারে।

একটি স্বয়ংক্রিয় প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় রিয়েল-টাইম ডিও পর্যবেক্ষণকে একীভূত করে, নিম্নলিখিত পরামিতিগুলির গতিশীল সমন্বয়ের মাধ্যমে ডিও স্তরের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা যেতে পারে:
- নাড়ার গতি: গতি বাড়ালে বুদবুদ ভেঙে গ্যাস-তরল যোগাযোগ বৃদ্ধি পায়, যার ফলে অক্সিজেন স্থানান্তর দক্ষতা উন্নত হয়। এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত এবং কার্যকর পদ্ধতি।
- বায়ুচলাচল হার: প্রবেশপথের গ্যাসের প্রবাহ হার বা গঠন সামঞ্জস্য করা (যেমন, বায়ু বা বিশুদ্ধ অক্সিজেনের অনুপাত বৃদ্ধি করা)।
- ট্যাঙ্কের চাপ: চাপ বৃদ্ধি অক্সিজেনের আংশিক চাপ বৃদ্ধি করে, যার ফলে দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়।
- তাপমাত্রা: তাপমাত্রা কমালে কালচার মাধ্যমে অক্সিজেনের দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়।

জৈবিক গাঁজন প্রক্রিয়ার অনলাইন পর্যবেক্ষণের জন্য BOQU-এর পণ্য সুপারিশ:

আপনার বার্তা এখানে লিখুন এবং আমাদের কাছে পাঠান।

পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-১৬-২০২৫

পণ্য বিভাগ