Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тейлор Д. -> "Биология в 3 томах. Tом 2" -> 34

Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.

Тейлор Д. , Грин Н., Стаут У. Биология в 3 томах. Tом 2. Под редакцией Сопера Р. — M.: Мир, 2004. — 436 c.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка): biolv3tt22004.PDF
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 247 >> Следующая


Антибиотики используются для лечения бактериальных или грибковых заболеваний человека и домашних животных. Некоторые из них подавляют также рост раковых опухолей. По-видимому, антибиотики являются продуктами вторичного метаболизма (разд. 12.5.3). При систематическом скрининге всегда есть надежда найти новое «чудо-лекарство» или микроорганизм, который продуцирует известный антибиотик, но с улучшенными свойствами.

12.10.3. Расширение масштаба производства

Любой новый биотехнологический производственный процесс сначала должен быть опробован в масштабе лаборатории. После предварительных исследований на обычном лабораторном оборудовании создают опытную установку. В ней используется относительно небольшой ферментер объемом от 2 до 200 дм3 (рис. 12.14). Ферментер — это резервуар, в котором протекает процесс. Чтобы выход продукции был максимальным, необходимо определить оптимальные физические условия и потребности в питательных веществах.

Когда процесс требуется расширить от опытного производства до полномасштабного, где объемы составляют тысячи дм3 (рис. 12.15), в иг-

БОТАНИКА

ММА им. И.М. Сеченова

Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2

64 Глава 12

Рас. 12.14. А. Сосуд со стартовой культурой клеток млекопитающих, используемой для производства моноклональных антител. В сосуде культивируют клетки гибридомы, которые затем используют для размножения в ферментере, чтобы получить антитела. Б. Опытная установка для коммерческой ферментации в биотехнологической лаборатории.

ру вступают новые факторы. Не исключено, что в некоторых случаях такой переход просто невозможен. Ниже перечислены некоторые из важнейших факторов.

Рис, 12.15. Крупнотоннажный ферментер (2000дм3), используемый для коммерческого производства моноклональных антител.

1. Главная проблема — поддержание стерильных условий. Легко загрязнить как то, что вводится в ферментер, так и то, что из него выводится. С опытом инженерные технологии улучшались, и хорошим примером успехов, достигнутых в использовании асептических методов, является производство белка одноклеточных, названного прутином (разд. 12.12.3).

2. Самые большие проблемы при переходе от одного масштаба к другому создают физические факторы, такие как смешивание и аэрация среды и зашита от перегревания. Эти проблемы решают инженеры-химики. Некоторые из подобных проблем обсуждаются ниже,

3. Чтобы обеспечить хороший доступ кислорода к культурам, выращиваемым в крупном масштабе, необходимо аэрировать среду, поскольку простого встряхивания, которое используется в лаборатории, недостаточно. Маленькие пузырьки более эффективны, чем большие, поэтомудля подачи воздуха используется разбрызгиватель (трубка с маленькими отверстиями). Для повышения турбулентности и эффективности растворения кислорода в воде, в стенки сосуда встраи-

БОТАНИКА

вают отражательные перегородки, благодаря которым увеличивается время прохождения пузырьков воздуха через ферментер.

4. Чтобы уменьшить вспенивание, вызываемое взбалтыванием и аэрацией, необходимо использовать пеногасители.

5. Активная жизнедеятельность микроорганизмов при крупномасштабном производстве сопровождается выделением тепла. Поэтому для охлаждения вокруг ферментера должна циркулировать вода.

6. При крупномасштабном производстве гораздо труднее поддерживать постоянные условия среды, такие как концентрация питательных веш;еств и кислорода, а также pH. Для мониторинга и контроля необходимы сложные установки. Попытки обойти эти трудности, допустим, путем взбалтывания среды, могут привести к непредвиденным последствиям, например к изменениям в распределении микроорганизмов в культуре. В производстве прутина первоначальный выход продукта был значительно ниже, чем предсказывали на основании экспериментов, проведенных в лабораторных условиях и на опытной установке. Оказалось, что это связано с добавлением в ферментер метанола, который являлся для бактерий единственным источником углерода и энергии. Поскольку метанол добавляли в ферментер в одном определенном месте, циркулирующие бактерии последовательно проходили через стадии «пиршества и голода», так как один оборот они совершали за несколько минут. Когда метанол стали добавлять в разных местах ферментера, продукция выросла до ожидаемого уровня.

7. Микроорганизмы способны изменять свой метаболизм в зависимости от окружающих условий, а в больших масштабах гораздо труднее точно контролировать условия. Любые незначительные изменения продукта могут оказаться вредными для людей или животных, потребляющих этот продукт.

ММА им. И.М. Сеченова

_Микробиология и биотехнология 65

8. Чем сложнее оборудование и процедуры, тем больше вероятность дефектов или аварий, причем их экономические последствия могут быть катастрофическими. Поэтому важно заранее оценить их при принятии решения об экономической обоснованности проекта.

9. При крупномасштабном производстве приходится доставлять, стерилизовать и выбрасывать большие количества воды.

10. Исходные материалы, которые потребляются в больших количествах, должны быть легко доступны, стабильны, удобны для работы и хранения. Химические изменения и микробное загрязнение хранящегося материала должны быть минимальны. Исходные реагенты должны быть дёшевы, так как стоимость — один из важнейших факторов производства.
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 247 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed