جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "بیوراکتور" در نشریات گروه "زیست شناسی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «بیوراکتور» در نشریات گروه «علوم پایه»-
فرآیند تولید توکسویید دیفتری توسط نرم افزار SuperPro Designer طراحی و تاثیر اعمال تغییرات در فرآیند بر بازده و هزینه های تولید بررسی شد. با علم بر فرآیند واقعی تولید توکسویید، از بیوراکتور با شرایط عملیاتی بهینه و از سانتریفیوژ صنعتی دیسک انباشته به جای فیلتر پرس به منظور جداسازی پیکره باکتری استفاده شد. اعمال این تغییرات همراه با افزودن پمپ میان بیوراکتور و سانتریفیوژ بود. نتایج نشان می دهد که بهبود شرایط عملیاتی بیوراکتور می تواند موجب افزایش 25 درصدی تولید توکسین، یعنی افزایش تولید از 7 میلیون دوز به 75/8 میلیون دوز شود. هدررفت توکسین در فیلتر پرس (14 درصد) با استفاده از سانتریفیوژ کاملا برطرف و در مجموع موجب افزایش 44 درصدی تولید توکسویید خواهد شد. همچنین، این تغییرات می تواند منجر به کاهش 16 درصدی زمان فرآیند، کاهش 29 درصدی آب مصرفی و اما افزایش 32 درصدی مصرف انرژی شود. به طور کلی نتایج شبیه سازی نشان داد هزینه مربوط به تجهیزات جدید در فرآیند بهبود یافته ی پیشنهادی طی دو بچ تولید قابل برگشت خواهد بود.
کلید واژگان: طراحی فرآیند, نرم افزار SuperPro Designer, بهینه سازی, بیوراکتور, سانتریفیوژThe process of diphtheria toxoid production was designed by using SuperPro Designer and the effect of the applied changes in process on the yield and costs of the manufacturing was investigated. First, giving the information of the real process of the toxoid production, a bioreactor with improved operational conditions and a disc stack centrifuge instead of the filter press, which is applied for the bacterial debris separation, were utilized. Such alterations followed the addition of a pump between the bioreactor and centrifuge. The results indicated that improvement of the bioreactor operational conditions can lead to the 25% increase in the toxin production, i.e., the increase of toxoid production from 7,000,000 doses to 8,750,000 doses. The toxin waste through filter press (14%) may be remarkably reduced by using the centrifuge, which in turn resulted in the 44% enhancement in the toxoid production. Such alterations can result in the 16% reduction in the separation operation time, 29% reduction in water consumption and 32% increase in the energy consumption. Overall, the simulation results showed that the costs of the new equipment suggested to be used in the improved process can be recoverable through running two batches.
Keywords: Process design, SuperPro Designer software, Optimization, Bioreactor, Centrifuge -
در این مطالعه، تخمیر جوانه گندم با پودر مخمر نانوایی صنعتی برای تولید FWGE با محتوای بالای 2،6-DMBQ با رویکرد افزایش مقیاس در مقیاس بیوراکتور Bench انجام شد. محتوی 2,6-DMBQ جوانه گندم تخمیر شده با بهینه سازی سه متغیر pH اولیه، دمای تخمیر و سرعت هم زدن در دو سطح با استفاده از روش تاگوچی در بیوراکتور همزن دار افزایش داده شد. محتوای 2،6-DMBQ نمونه ها طی 14، 16 و 18 ساعت پس از تخمیر تعیین شد و سپس نتایج توسط نرم افزار Qualitek تجزیه و تحلیل شد. سپس اثر دور سانتریفیوژ روی میزان کدورت و تعداد مخمر موجود در سوپرناتانت نهایی بررسی شد. در انتها، سوپرناتانت توسط خشک کن پاششی با دمای ورودی C°120 و دمای خروجی C° 69-70 خشک شد و میزان ماده موثر 2,6-DMBQ، pH، رطوبت وخاکستر تعیین شد. در شرایط بهینه: pH اولیه 6، دمای تخمیر C°32 و سرعت هم زدنrpm 80، حداکثر 527/1 میلی گرم 2،6-DMBQ در هر گرم FWGE به دست آمد. نتایج جداسازی نشان داد که سرعت سانتریفیوژ تاثیر معنی داری بر کدورت نهایی و تعداد مخمرهای باقی مانده ندارد و بنابراین g3000 بعنوان سرعت بهینه انتخاب شد. با این حال، به دلیل محتوای بالای مخمر در مایع رویی، فیلتراسیون پس از سانتریفیوژ مورد نیاز بود. به دلیل سرعت بالای خشک شدن نمونه، رطوبت کم محصول نهایی و راندمان بالا در مقیاس صنعتی، نمونه ها با استفاده از خشک کن اسپری خشک شدند. در نهایت رطوبت، پروتیین، خاکستر و pH محصول نهایی اندازه گیری شد.
کلید واژگان: 2و6دی متوکسی بنزوکینون, مخمر نانوایی, بیوراکتور, جوانه گندم تخمیر شده, تخمیرIn this study, the wheat germ was fermented with industrial bakery yeast powder to produce FWGE with high 2,6-DMBQ content in a Bench-scale bioreactor by scale-up approach. The 2,6-DMBQ content of FWGE was increased by optimizing the three initial variables of pH, fermentation temperature, and agitation rate at two levels using the Taguchi method. The 2,6-DMBQ content of the samples was determined at 14, 16, and 18 hours of the fermentation process. Then, the results were analyzed by Qualitek software. The effect of centrifugation speed on turbidity and the yeast's number in the final supernatant was then investigated. Finally, the supernatant was dried by spray dryer with an inlet temperature of 120 °C and outlet temperature of 70°C, and the amount of active 2,6-DMBQ, pH, moisture, and ash was determined. Under optimal conditions: initial pH of 6, fermentation temperature of 32 °C, and agitation rate of 80 rpm, maximum 1.527 mg of 2,6-DMBQ per gram of FWGE obtained. The separation results showed that the centrifugation rate doesn't have a significant effect on the final turbidity and the number of yeasts left, and thus 3000 g was selected as the optimal speed. However, because of the high content of yeast in the supernatant, filtration was required after centrifugation. Due to the high speed of sample drying, the low moisture of the final product, and high efficiency on an industrial scale, the samples were dried using a spray dryer. Finally, the moisture, protein, ash, and pH of the final product were measured.
Keywords: 2- 6-DMBQ, Baker yeast, Bioreactor, Fermented Wheat Germ, Fermentation -
سابقه و هدف
نیترات یکی از آنیون های معدنی است که در نتیجه اکسیداسیون نیتروژن عنصری حاصل می شود. آلودگی آب های زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به یک مشکل مهم تبدیل شده است. بنابراین دست یابی به تکنولوژی های جدید برای حذف نیترات ضروری می باشد. هدف از این پژوهش بررسی مکانیسم مولکولی نیترات زدایی زیستی توسط تیوباسیلوس دنیتریفیکانس در حضور نانوذره فلزی کربن کوانتوم دات (CQD-Fe0) در بیوراکتور است.
مواد و روش هانانوذره Fe0 به روش کاهش در فاز مایع که روش کاهش بوروهیدرید نیز نامیده می شود، سنتز شده است و به منظور زیست سازگاری، توزیع یکنواخت و عدم کلوخه شدن، Fe0 با کربن کوانتوم دات پوشش دار شد. مشخصه یابی نانوذرات توسط XRD،TEM، FESEM و FTIR تعیین گردید. فرآیند زیستی حذف نیترات در حضور و عدم حضور نانوذره بررسی شد. بیان ژن های nirS، narH و recA با استفاده از real-time PCR نیز بررسی شد.
یافته هاطیف FTIR، تشکیل پیوند CQD و Fe0 را تایید کرد. قطر متوسط نانوذرات CQD-Fe0 درمحدوده 32/38-31/29 نانومتر مشاهده شد. نیترات زدایی درحضور نانوذره CQD-Fe0 با افزایش دما (35 درجه سانتی گراد) 43/73% بود. در شرایط ناپیوسته نیترات زدایی زیستی برای نانوذرات CQD-Fe0 برابر 8312/79% حاصل شد. در بیوراکتور نیترات زدایی زیستی در حضور نانوذره CQD-Fe0 مقدار 95% حاصل شد. بررسی بیان ژن نشان داد، بیان هر سه ژن nirS، narH و recA در سلول های تیمار شده با نانوذره نسبت به گروه کنترل افزایش قابل توجهی داشته، که نشان دهنده تاثیر بالای نانوذرات در نیترات زدایی زیستی میکروارگانیسم می باشد.
نتیجه گیریبنابراین با آزمایش های بیشتر می توان امیدوار به حذف زیستی نیترات در حضور نانوذرات آهن صفر ظرفیتی از منابع آب بود.
کلید واژگان: نیترات زدایی زیستی, تیوباسیلوس دنیتریفیکانس, نانو ساختار, بیوراکتور, Iau ScienceAim and BackgroundNitrate is one of the inorganic anions derived from the oxidation of elemental nitrogen. Nitrate contamination of groundwater and surface water has become a critical problem. Therefore, achieving the new technologies for nitrate removal is necessary. The aim of this study was to investigate the molecular mechanism of bio denitrification by thiobacillus denitrificans in the presence of quantum dot metal-carbon nanoparticles (CQD-Fe0) in a bioreactor.
Materials and MethodsFe0 nanoparticles were synthesized by the liquid-phase reduction method, also called the borohydride reduction method and for biocompatibility, uniform distribution, and non agglomeration, Fe0 was coated with carbon quantum-dot. Characterization of nanoparticles was determined by XRD, TEM, FESEM, and FTIR. The biological process of nitrate removal was investigated in the presence and absence of nanoparticles. The expression of nirS, narH and recA genes was also assessed using real-time PCR.
ResultsThe FTIR spectrum confirmed the formation of CQD-Fe0 bonds. The average diameter of CQD-Fe0 nanoparticles was in the range of 29.31 to 38.32 nm. Denitrification in the presence of CQD-Fe0, with increasing temperature (35C°) was 73.43%. In discontinuous conditions, bio denitrification was obtained for CQD-Fe0 nanoparticles 79.8312%. In the bioreactor, biodenitrification, in the presence of CQD-Fe0 nanoparticles, 95% was obtained. Examination of gene expression showed that the expression of all three genes nirS, narH and recA in cells treated with nanoparticles significantly increased compared to the control group, which indicates the high impact of these nanoparticles on the bio denitrification of this microorganism.
ConclusionTherefore, with further experiments, it is hoped that removing nitrate with Nanoparticles Zero Iron (nZVI) from water resources would be possible.
Keywords: bio denitrification, Thiobacillus denitrificans, nanostructure, bioreactor, Iau Science -
سابقه و هدف
معضل آلودگی منابع آب یک موضوع اساسی وتاثیرگذار برای زندگی سالم انسان ها و موجودات زنده می باشد. هدف از این پژوهش بهینه سازی نانوساختارهای گرافنی پایه آلومینیوم وکلسیم توسط روش سطح پاسخ (RSM) به منظور بررسی نقش آن ها در نیترات زدایی زیستی می باشد.
مواد و روش هاشرایط بهینه حذف در بیوراکتور بررسی گردید. مشخصه یابی نانوساختارهای گرافن اکسید/آلومینیوم (rGO/Al) و گرافن اکسید /کلسیم (rGO/Ca) توسط XRD، SEM وFTIR تعیین گردید. دو پارامتر عملیاتی موثر دما (C°) و غلظت (g/L) نانوساختارهای rGO/Alو rGO/Ca در نیترات زدایی زیستی میکروارگانیسم تیوباسیلوس دنیتریفیکانس توسط روش سطح پاسخ (RSM) بهینه شد. از روش Chromotropic Acid جهت سنجش نیترات استفاده شد.
یافته هاطیف FTIR، برهمکنش بین rGO وآلومینیوم و rGOوکلسیم را تایید کرد. توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قطر متوسط نانوساختارهای rGO/Alو rGO/Ca به ترتیب در محدوده 21/24-39/10 نانومتر و 29/86-34/20 نانومتر مشاهده شد. درحضور rGO/Ca و rGO/Alبا افزایش دما (C35°) و افزایش غلظت نانوساختار (g/L 1) حذف غیرزیستی به ترتیب برایر%0985/74 و %6905/77 حاصل شد. پس از تعیین شرایط بهینه، نیترات زدایی زیستی میکروارگانیسم در حضور نانوساختارها و در بیورآکتور بررسی شد. طبق نتایج، میکروارگانیسم در حضور نانوساختارهای rGO/Ca و rGO/Al به ترتیب میزان %6957/76 و %2572/85 نیترات زدایی زیستی داشت.
نتیجه گیریدرصد نیترات زدایی زیستی در حضور rGO/Al نسبت به rGO/Ca بیشتر بوده و در حضور rGO/Alمیزان %98 حاصل شد، بنابراین این نانوساختار در بیوراکتور کارایی بالاتری در حذف نیترات نشان داد.
کلید واژگان: نیترات زدایی زیستی, نانوساختار rGO, Ca, rGO, Al, بیوراکتور, بهینه سازی Iau ScienceAim and BackgroundThe problem of water pollution is a fundamental and influential issue for the healthy life of humans and bioorganisms. The aim of this study is to optimize aluminum and calcium-based graphene nanostructures by response surface methodology (RSM) in order to investigate their role in biodenitrification. The optimized removal conditions in the bioreactor were investigated.
Materials and MethodsCharacterization of graphene oxide/aluminum (rGO/Al) and graphene oxide/calcium (rGO/Ca) nanostructures was determined by XRD, SEM and FTIR. The two effective operating parameters of temperature (°C) and concentration (g/L) of rGO/Al and rGO/Ca nanostructures in biodenitrification of Thiobacillus denitrificans microorganism in the presence of nanostructures were optimized by RSM. Chromotropic Acid method was used to measure nitrate.
ResultsThe FTIR spectrum confirmed the interaction between RGO-aluminum and rGO/Ca. By SEM analysis, the average diameters of rGO/Al and rGO/Ca nanostructures were observed in the range of 10.24-39.21 nm and 20.86-34.29 nm, respectively. In the presence of rGO/Ca and rGO/Al, with increasing temperature (35°C) and increasing nanostructured concentration (1g/L), removal was achieved for 74.0985% and 77.6905%, respectively. After determining the optimized conditions, the biodenitrification of the microorganism in the presence of nanostructures was investigated in the bioreactor. According to the results, the microorganisms in the presence of rGO/Ca and rGO/Al nanostructures had 74.0985% and 77.6905% biodenitrification, respectively.
ConclusionThe percentage of biodegradation in the presence of rGO/Al was higher than rGO/Ca and in the presence of rGO/Al was 98%, so this nanostructure in the bioreactor showed higher efficiency in nitrate removal.
Keywords: Biodenitrification, rGO, Ca, Al nanostructures, Bioreactor, Optimization, Iau Science -
مقدمه
گلوکز اکسیداز به عنوان یک آنزیم تجاری در صنایع پزشکی، دارویی و غذایی مورد توجه است. بهینه سازی محیط و شرایط تخمیر برای افزایش تولید گلوکز اکسیداز هترولوگ مهم است. هدف از مطالعه حاضر، بهینه سازی تولید گلوکز اکسیداز در یک سویه نوترکیب مخمر یارروویا لیپولیتیکا ازطریق روش های آماری بود.
مواد و روشهاروش سطح پاسخ به عنوان یک روش آماری به منظور طراحی آزمایش برای بهینه سازی تولید گلوکز اکسیداز نوترکیب توسط مخمر یارروویا لیپولیتیکا استفاده شد. سپس از شرایط بهینه شده برای تولید گلوکز اکسیداز در کشت بیوراکتور استفاده شد.
نتایجتولید گلوکز اکسیداز پس از بهینه سازی محیط در کشت ارلن تا 570 واحد در لیتر افزایش یافت که 2 برابر بیشتر از محیط غیربهینه شده است. در کشت بیوراکتور با استفاده از محیط بهینه شده حاوی گلوکز و ساکارز به عنوان منابع کربن، تولید گلوکز اکسیداز پس از دو و شش روز به ترتیب به 720 و 730 واحد در لیتر رسید.
بحث و نتیجه گیرینتایج این مطالعه، اطلاعات ارزشمندی درباره بهینه سازی آماری توسعه فرایند زیستی برای تولید پروتیین هترولوگ در مخمر یارروویا لیپولیتیکا ارایه می دهد.
کلید واژگان: یاروویا لیپولیتیکا, گلوکز اکسیداز, بهینه سازی, روش سطح پاسخ, بیوراکتورIntroductionGlucose oxidase (GOX) is considered a commercial enzyme in the medicine, pharmaceutical, and food industries. Optimization of the fermentation medium and conditions is important to increase heterologous GOX production. The current study aimed to optimize GOX production in a recombinant strain of Yarrowia lipolytica via statistical techniques.
Materials and MethodsResponse surface methodology (RSM) as a statistical technique for the design of the experiment was used for the optimization of recombinant GOX production by Y. lipolytica. Then, the optimized conditions were used for the production of GOX in bioreactor cultivation.
ResultsGOX production was increased up to 570 U/L after optimization of the medium in flask culture which is 2 times more than the non-optimized medium. In the bioreactor culture using optimized medium containing glucose and sucrose as carbon sources, GOX production was reached 720 and 730 U/L after two and six days, respectively.
Discussion and ConclusionResults of the study provided valuable information about the statistical optimization of bioprocess development for the production of heterologous protein in Y. lipolytica.
Keywords: Yarrowia Lipolytica, Glucose oxidase, Optimization, Response Surface Methodology, Bioreactor -
بیوسورفکتانت ها متابولیت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها هستند که به دلیل دارا بودن ویژگی های سودمند فراوان، از قابلیت های بالقوه و کاربردی گسترده ای در صنایع مختلف برخوردار می باشند. علی رغم مزایای بسیار، به دلایل فنی و اقتصادی از جمله راندمان پایین، هزینه بالای تولید و فرآوری، و نوع سویه های تولید کننده، استفاده تجاری از بیوسورفکتانت ها به ویژه در صنایع غذایی و دارویی محدود می باشد. اکثر میکروارگانیسم های تولید کننده ی بیوسورفکتانت ها که تاکنون مورد بررسی قرار گرفته اند، سویه هایی بیماری زا بوده که کاربرد بیوسورفکتانت خام حاصل از آن ها در مصارف صنعتی و زیست محیطی به ویژه در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی براحتی قابل پذیرش نخواهد بود. از این رو، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی و تولید حداکثری بیوسورفکتانت متصل به سلول توسط لاکتیک اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم (ATCC 8014) از طریق تغییر و بهینه سازی میزان منبع کربنی اصلی محیط کشت میکروبی اختصاصی انجام گرفته است. بدین منظور، سه ترکیب محیط کشت با میزان گلوکز متفاوت، از نظر تولید توده ی سلولی و بیوسورفکتانت در فلاسک های هم خورنده و همچنین در بیوراکتور غیرمداوم (تحت شرایط دما، pH و سرعت همزدن کنترل شده) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تخمیر هم در آزمایشات مربوط به فلاسک ها و هم در بیوراکتور، نشان دهنده ی حداکثر غلظت توده ی سلولی (92/3 و 17/4 گرم بر لیتر) و حداقل کشش سطحی (17/41 و 48/40 میلی نیوتن بر متر) و در نتیجه حداکثر میزان بیوسورفکتانت تولیدی در محیط کشت حاوی 30 گرم بر لیتر گلوکز می باشند. همچنین، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که بیوسورفکتانت تولید شده مخلوطی از پروتئین، پلی ساکارید و احتمالا گروه فسفات می باشد و دارای ساختار گلیکوپروتئینی است.
کلید واژگان: بیوسورفکتانت, منبع کربن, بیوراکتور, گلیکوپروتئین, لاکتوباسیلوس پلانتارومBiosurfactants are metabolites produced by microorganisms which have potential capabilities in various industries due to abundant beneficial properties. In spite of great advantages, commercial utilization of biosurfactants especially in food industry and pharmaceuticals are limited for the reasons of technical and commercial such as low yield, high production cost, and the type of producing strain. Majority of biosurfactant producer microorganisms have ever evaluated, are pathogenic strains which are not acceptable in industrial and environmental utilization particularly in health and cosmetics, pharmaceuticals and food industries. However, the present study aims to investigate high production of cell-bound biosurfactant by lactic acid bacterium Lactobacillus plantarum through optimization of the main carbon source of specific culture medium. Therefore, three culture media with different amount of glucose were evaluated for biomass and biosurfactant (by surface tension reduction of phosphate buffered saline) production in shake flasks and bioreactor (controlled temperature, pH and agitating speed). The results from both shake flasks fermentation and bioreactor showed the maximum biomass concentration of 3.9 and 4.17 g/L, the minimum surface tension of 41.17 and 40.48 mN/m and subsequently the maximum biosurfactant production in culture medium including 30 g/L of glucose, respectively. Furthermore, fourier transform infrared spectroscopy analysis indicated the biosurfactants are structurally a mixture of protein, polysaccharide and possibly phosphate group, possessing glycoprotein structure.
Keywords: Biosurfactant, Carbon source, Biorector, Glycoprotein, Lactobacillus plantarum -
اهداففاکتور رشد عصبی β-NGF یک عامل درمانی مهم در درمان بسیاری از بیماری های تحلیل عصبی مثل آلزایمر است، لذا تولید نوترکیب آن در مقیاس انبوه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از بررسی حاضر بهینه سازی فاکتورهای موثر در دست یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین β-NGF در فرمانتور است.مواد و روش هااز آنجا که باکتری E. coli سویه بیانی مناسبی برای تولید در مقیاس صنعتی است، در مطالعه حاضر از سویه DE3 باکتری E. coli به منظور تولید پروتئین نوترکیب β-NGF استفاده شد. همچنین از بیوراکتور 5لیتری به منظور تولید پروتئین استفاده شد و میزان اکسیژن محلول (DO%) و دمای پس از القا با استفاده از روش نرم افزار آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه سازی شد. ابتدا تاثیر این دو متغیر بر میزان تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در هر آزمایش کل محتوای پروتئینی استخراج و با روش برادفورد تعیین غلظت شد.یافته هانتایج نشان داد که بهینه شرایط برای دست یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین دمای پس از القای oC5/28 و DO، 30% است و در این شرایط غلظت پروتئین تولیدی 61/0±6/9میکروگرم بر میلی لیتر است. نهایتا تاثیر این فاکتورها بر تولید پروتئین β-NGF با استفاده از روش دات بلات مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده بیشترین میزان تولید در شرایط بهینه سازی شده است.نتیجه گیریبه طور کلی می توان چنین نتیجه گیری کرد که میزان DO% و دمای پس از القا علاوه بر تاثیر بر رشد باکتری نوترکیب E. coli در بیوراکتور، بر میزان تولید و بیان پروتئین های نوترکیب (مثل β-NGF) نیز تاثیر مستقیمی دارد.کلید واژگان: بیوراکتور, E, coli, RSM, β-NGF نوترکیبAimsNerve growth factor (β-NGF) is an important therapeutic agent for the treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease; so, recombinant production of it in industrial scale is of high importance. The aim of this study is to optimize the effective factors in achieving the highest rate of β-NGF protein production in the bioreactor.Materials & MethodsAs E. coli is a suitable host for industrial production of recombinant proteins, E. coli DE3 strain was used for production of recombinant β-NGF. Also, fermentation was performed in a 5-L bioreactor and % dissolved oxygen (%DO) and post-induction temperature values were optimized by response surface methodology (RSM). At first, the effects of these two variables on the level of total protein were studied. So, in every experiment, bacterial proteins were isolated and total protein concentration was determined by Bradford assay.FindingsThe results indicated that %DO and post-induction temperature of 30% and 28.5ºC were the best values for increased production of total protein; in these circumstances, total protein concentration was 9.6±0.61 mg/ml. Finally, the effects of these variables on recombinant β-NGF production were surveyed by dot blot analysis, indicating the maximum β-NGF expression level on the optimized condition.ConclusionIn conclusion, %DO and post-induction temperature not only affect cell growth of recombinant E. coli, but also have a direct impact on recombinant protein expression and production, such as β-NGF.Keywords: Bioreactor, E. coli, RSM, Recombinant β-NGF
-
استفاده از گیاهان مهندسی شده به عنوان بیوراکتورهای تولید پروتئین های هترولوگوس، جایگزینی بسیار مناسب برای سیستم های بیانی متداول کشت های سلولی پستانداران و سیستم های حیوانی تراریخته هستند. برای تولید کارآمد پروتئین های نوترکیب، انتخاب گونه میزبان بسیار اهمیت دارد که در این خصوص انتخاب گونه میزبان وابسته به نوع پروتئین نوترکیب، سیکل زندگی میزبان و عملکرد آن، هزینه های نگهداری و افزایش مقیاس تولید می باشد. از مهم ترین مزایای سیستم های بیانی مبتنی بر گیاهان می توان به مقرون به صرفه بودن سیستم های گیاهی، عدم آلودگی پروتئین های نوترکیب مشتق شده از گیاهان با میکروارگانیسم های بیماریزای انسانی بدلیل عدم میزبانی گیاهان برای عوامل بیماریزای انسانی، آسانی و کم هزینه بودن استحصال و تخلیص پروتئین های نیازمند پردازش های پایین دستی در گیاهان و انجام بیشتر تغییرات پس ترجمه ای مورد نیاز برای پایداری و فعالیت پروتئین توسط گیاهان اشاره کرد. برای توسعه تولید پروتئین های نوترکیب مبتنی بر گیاه بهینه سازی میزان بیان پروتئین بسیار ضروری می باشد و در این خصوص فاکتورهای مختلفی در کنترل بیان تراژن در سطوح مختلف نسخه برداری، ترجمه، تغییرات پس از ترجمه ای و ذخیره پروتئین نوترکیب در سلول درگیر می باشند. از طرف دیگر مقادیر پایین پروتئین تولید شده مشکل اساسی محدود کننده بهره برداری تجاری از پروتئین های نوترکیب بیان شده در گیاهان می باشد. بنابراین بهبود تجمع پروتئین نوترکیب در گیاه تراریخته یک عامل بسیار مهم در میزان مطلوبیت یک سیستم بیانی محسوب می شود. در این راستا الحاق سیگنال هایی به انتهای کربوکسیل پروتئین های هدف منجر به ابقاء و افزایش تجمع آنها در شبکه آندوپلاسمی می شود. پس از تولید محصول نوترکیب، استفاده از affinity tag ها ابزارهای بسیار موثر و مفید برای خالص سازی پروتئین های نوترکیب هستند و امکان تخلیص پروتئین ها بدون نیاز به اطلاع قبلی از خصوصیات بیوشیمایی آنها را ممکن می سازند.
کلید واژگان: بیوراکتور, پروتئین های هترولوگوس, تراژن, سیستم های بیانیEngineered plants as bioreactors for production of heterologous proteins are appropriate replacement for conventional expression systems such as mammalian cell culture and transgenic animals. For efficient production of recombinant proteins, the type of host species is very important and its choice depends on the type of recombinant proteins, plant life cycle and its performance, and maintenance or production costs. The most important benefits of plant-based expression systems could be included: cost effective of the plant systems, no contamination of recombinant proteins derived from plants with human pathogenic microorganisms due to host-less of plants to human pathogens, easy and low cost of extraction and purification of proteins, more post-translational changes required for the stability and activity of protein by plants. For development of plant-based production of recombinant proteins, optimization of protein expression level is essential. In this regard; various factors controlling the expression of target gene at levels of transcription, translation, post-translational modifications and recombinant protein accumulation are involved. On the other hand, lower amounts of expressed recombinant proteins are serious problem limiting commercial exploitation of plants bioreactors. Thus improving the accumulation of recombinant proteins in transgenic plants is an important factor in the desirability of an expression system. In this regard, the accession of signals in C-terminal of target proteins leads to increased retention and accumulation of proteins in the endoplasmic reticulum. After production of recombinant proteins, the use of affinity tag for purification of proteins are very effective and useful, so protein purification will possible without prior notification of their biochemical properties.
Keywords: bioreactor, heterologous proteins, transgene, expression systems -
نایسین اولین نگهدارنده غذایی تایید شده FDA است که در مقیاس صنعتی توسط Lactococcus lactis subsp. lactisتولید می شود. برای کاهش اثر منفی اسید لاکتیک تولید شده در متابولیسم Lactococcus lactis subsp. lactisبر روی تولید نایسین، کشت توام این باکتری با Yarrowia lipolytica استفاده شده است. در این پژوهش برای اولین بارLactococcus lactis به همراه Y. lipolytica در تخمیر بسته با استفاده از بیوراکتور آزمایشگاهی در محیط بر پایه ملاس در دمای °C 30 ، 6 pH و هوادهی vvm 15/0 و دور همزن rpm 100کشت داده شده اند. میزان تولید نایسین در این شرایط IU/ml920 بوده است. همچنین در تخمیر همزمان دو سویه، میزان زیست توده و تولید نایسین به ترتیب %63 و %78 بیشتر از کشت خالص L. lactis است. به نظر می رسد عوامل دیگری از جمله فعالیت پروتئازی برون سلولی مخمر که باعث تسهیل دسترسی باکتری به منابع غذایی محیط کشت می شود، در این فرآیند موثر باشد.
کلید واژگان: بیوراکتور, Lactococcus lactis, کشت همزمان, نایسین, Yarrowia lipolyticaNisin is the first FDA-approved food preservative produced by Lactococcus lactis at industrial scale. The negative effect of lactic acid produced by metabolism of Lactococcus lactis subsp. lactis, on nisin production, was removed by co-culture of Lactococcus lactis with Yarrowia lipolytica yeast. In the present study, the co-culture of Lactococcus lactis subsp. lactis and Yarrowia lipolyticawas performed for the first time inmolasses-based medium at 30°C, pH 6, 100 rpm, 0.15 vvm was applied in a laboratory scale bioreactor. Nisin production was measured as 920 IU/mL. The results showed that co-culture fermentation increased biomass and nisin production up to 63% and 78%, respectively. Other factors such as extracellular proteolytic activity of the yeast should be taken into consideration, which in turn make the culture nutrients more available to the bacterium.
Keywords: Bioreactor, Co-culture, Lactococcus lactis, Nisin, Yarrowia lipolytica -
خواص ویژه و کاربری های گوناگون گونه ریزجلبکی اسپیرولینا به تمرکز روزافزون حوزه های مختلف بیوتکنولوژی به کشت تجاری این گونه و روش های کاهش هزینه آن منجر شده است، اما کشت باز، که در اغلب کشت های تجاری مورد استفاده قرار می گیرد، مشکلات و نواقصی نظیر خطر آلودگی، نفوذ نکردن نور به عمق، اختلاط ناکارآمد و پایین بودن بهره وری دارد. در این پژوهش با طراحی و ساخت یک فتوبیوراکتور جدید و بهره گیری از ناحیه کنترلی، سیستم آسانسوری جایگزین پمپاژ (برای کاهش آسیب به سلول های شکننده) و ملاحظات ساختاری بافل ها و هوادهی (برای اختلاط بهتر)، اقداماتی در جهت رفع مشکلات مذبور انجام شد و تاثیر سه فاکتور حجم ناحیه کنترلی (%)، سیکل اختلاط (hr) و شدت تابش (Lux) بر خواص کمی وزن خشک (g/l) و میزان رشد مخصوص (day-1) ریزجلبک اسپیرولینا با روش پاسخ سطح-طراحی مرکزی بررسی شد. بیشترین میزان وزن خشک بیومس (g/l 915/0) در بیشترین سیکل اختلاط (12 ساعت)، حجم کنترلی 30درصد و شدت تابش 7000 لوکس ایجاد شد. و میزان بهینه تابش برای دست یابی به بیشترین بیومس برابر 8700 لوکس بود. براساس این نتایج و به سبب تاثیر زیاد فاکتورهای سیکل اختلاط و حجم ناحیه کنترلی، می توان با کنترل حجم محدودی (فقط 20درصد) از برکه های باز، ضمن رعایت ملاحظات اقتصادی، به افزایش بهره وری و ارتقای کشت دست یافت و جهت افزایش بهره وری کل، از یک ناحیه کنترلی برای تعدادی از برکه های باز بهره برد.کلید واژگان: بیوتکنولوژی, بیوراکتور, روش سطح پاسخ, کشت اسپیرولینا, نرخ رشد ویژهSpecial properties and various applications of Spirulina species have led to the growing focus of biotechnology to the cost effective cultivation. Open ponds used in the most commercial cultivation have many deficiencies such as risk of contamination, lack of light penetration, inefficient mixing and low productivity. In this study, an innovative reactor was designed and manufactured. By adding a control area, it was possible to control some environmental conditions for a limited amount of open pond volume. The conventional pumping system was replaced by a new elevator system to reduce the damage of to the fragile cells. The baffles structure and aeration from bottom, contributed to better mixing system. The effect of tree factors (Circulation Cycle (Cir. Cyc.), Control Volume (Con.Vol.) and Irradiance Intensity (Irr. Int.) in units of hours, percentage and Lux respectively) on the quantity of biomass (Specific Growth Rate (SGR, day-1) and fifth and seventh day dry weight (g/L)) were evaluated using RSM-CCD. The maximum biomass dry weight (0.915 g/L) was achieved in longest circulation cycle (12 hours), 30% Con. Vol. and 7000 Lux light intensity. The optimal irradiance intensity to achieve the highest biomass was 8700 Lux. According to the results, due to the great influence of Con. Vol. and Cir. Cyc., it is possible to increase the productivity and enhance the culture dry weight by controlling a limited amount of ponds volume (20%), subject to economic considerations. These successful results can provide the context using a control zone for several open ponds to improve the overall efficiency.Keywords: biotechnology, bioreactor, RSM-CCD, specific growth rate, Spirulina cultivation
-
بیوپلیمرها ماکرومولکول های بیولوژیکی هستند که از تعداد زیادی زیرواحد کوچک و شبیه به هم که با اتصال کووالانسی به هم متصل شده اند و یک زنجیره طولانی را ایجاد می کنند، ساخته شده اند. بیوپلیمرها از موجودات زنده از قبیل گیاهان، جانداران و میکروارگانیسم ها به طور طبیعی تولید می شوند و از لحاظ زیست محیطی نیز تجزیه پذیر هستند. امروزه مواد بیوپلیمری در شکل های گوناگونی توسعه یافته اند، بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. به منظور استفاده از بیوپلیمرها در صنایع، نیاز به تجاری کردن فرآیند تولید و همچنین بهینه کردن تولید آن ها است. همچنین باتوجه به این که نقش اصلی یک بیوراکتور خوب، فراهم کردن یک محیط کنترل شده به منظور دستیابی به شرایط بهینه ی رشد و یا تولید محصول است. نوع بیوراکتور مورد استفاده نیز در تولید بیوپلیمر تاثیرگذار است. در این مقاله ضمن مروری بر بیوپلیمرها و انواع بیوراکتورها، به بررسی بیوراکتور مناسب برای تولید بیوپلیمرهای میکروبی پرداخته شده است.کلید واژگان: بیوپلیمر, زیست تخریب پذیر, بیوراکتورBiopolymers are biological macromolecules that large and small subunits that bind covalently to the same are connected by a long chain of cause and they are built. Because of the biopolymers are produced naturally of the living organisms such as plants, animals and microorganisms therefor are biodegradable, they are very good. biopolymers have been developed in various forms, therefor have capacity to use in various industries. In order to use biopolymers in industry to commercialization the production process and optimize its production. Regard to the main role a well bioreactor, providing a controlled environment in order to achieve optimal conditions for growth or production type of Bioreactor also affects the production of biopolymers. In this study, an overview of the biopolymers and various bioreactor and have been investigated suitable bioreactor for the production of microbial biopolymers.Keywords: biopolymer, biodegradable, bioreactor
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.