Un comportamiento de respuesta único en la tensión de oxígeno disuelto en cultivos de minibiorreactores con alimentación intermitente
Autores: Jouned, M. Adnan; Kager, Julian; Rajamanickam, Vignesh; Herwig, Christoph; Barz, Tilman
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un comportamiento de respuesta único en la tensión de oxígeno disuelto en cultivos de minibiorreactores con alimentación intermitente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Alimentación
Metabolismo
Oxígeno
Señal
Respuesta
Análisis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La alimentación intermitente a través de bolo para cultivos en sistemas de minibioreactores (MBRs) afecta profundamente el metabolismo celular. La alimentación por bolo conduce a un excedente temporal de sustrato y a una limitación transitoria de oxígeno, lo que desencadena la formación de subproductos inhibidores. Debido a la alta demanda de oxígeno justo después de la inyección del sustrato, la señal de tensión de oxígeno disuelto () muestra un pulso negativo. Esta contribución describe y analiza esta respuesta en los cultivos de minibioreactores. Además de obtener información sobre las condiciones de cultivo, se observó un comportamiento de respuesta único en la señal durante el análisis. Esta respuesta apareció solo en una relación de dilución por unidad de biomasa mayor que un umbral específico. El análisis destaca una relación plausible entre un comportamiento de adaptación metabólica y el segmento de señal recién observado no reportado en la literatura. Se propone una hipótesis que vincula segmentos particulares con estados metabólicos específicos. El análisis cuantitativo y las simulaciones del modelo mecanicista respaldan esta hipótesis y muestran la posibilidad de obtener parámetros fisiológicos y de crecimiento celular a partir de la señal.
Descripción
La alimentación intermitente a través de bolo para cultivos en sistemas de minibioreactores (MBRs) afecta profundamente el metabolismo celular. La alimentación por bolo conduce a un excedente temporal de sustrato y a una limitación transitoria de oxígeno, lo que desencadena la formación de subproductos inhibidores. Debido a la alta demanda de oxígeno justo después de la inyección del sustrato, la señal de tensión de oxígeno disuelto () muestra un pulso negativo. Esta contribución describe y analiza esta respuesta en los cultivos de minibioreactores. Además de obtener información sobre las condiciones de cultivo, se observó un comportamiento de respuesta único en la señal durante el análisis. Esta respuesta apareció solo en una relación de dilución por unidad de biomasa mayor que un umbral específico. El análisis destaca una relación plausible entre un comportamiento de adaptación metabólica y el segmento de señal recién observado no reportado en la literatura. Se propone una hipótesis que vincula segmentos particulares con estados metabólicos específicos. El análisis cuantitativo y las simulaciones del modelo mecanicista respaldan esta hipótesis y muestran la posibilidad de obtener parámetros fisiológicos y de crecimiento celular a partir de la señal.