Fermentor építés – teszt

Lassan egy év után elkészült az első működőképes változat. Jövő héttől elindulnak a tesztfermentációk, jelenleg a készülék a pH-t és a hőmérsékletet tudja fix értéken tartani, és a kibocsájtott szén-dioxid szintet mérni. A tápanyag adagolás egy külső nagy pontosságú perisztaltikus pumpával lesz megoldva átmenetileg, ami szintén vezérelhető távolról igaz jelenleg még csak manuálisan. Két külső szenzort is tesztelni fogunk az egyik egy habszenzor (talajnedvesség mérőből lett kialakítva, később lesz róla szó) a másik egy optikai sűrűség mérő.

Az előadásról a diákat itt éred el:

How to make your own Fermentor

 

A fejlesztő környezetet innen tudod letölteni:

jDesktop

 

Képek

 

A teszt eredményeket majd ebből a cikkből kiindulva fogod megtalálni.

2017-04-22

Sikeresen túl vagyunk az első teszten. Alább láthatod a fermentor kezelőfelületét. Három hőmérséklet értéket tudunk mérni, az első a belső hőmérséklet, ez a fermentlének a hőmérséklete, a második a külső, a harmadik a köpeny hőmérséklete. Az első és a harmadik automatikus szabályozás alatt állnak. A pH értéket 6.8 körül kell tartani, ez esszenciális a sejtek életben maradása szempontjából. Végül a szén-dioxid szintet is tudjuk mérni, ez ad információt a sejtek életképességéről.

kezelofelulet

 

A regisztrált adatok. Itt a CO2 és a hőmérséklet értékeket tüntettem fel, a pH-t külön ábrázoltam. A hőmérséklet szabályozás még igényel egy kis finomhangolást, mivel az ingadozás ± 0.7oC . A pH ± 0.05 ingadozással kontrollálható, ami teljesen kielégítő. A sejtek exponenciális növekedését jól tükrözi a CO2 görbe lefutása, fokozatos emelkedés után elér egy maximumot, majd visszaesik. Ezen a ponton elfogyott a szénforrás, a sejtek anyagcseréje kevésbé aktív, ezáltal a COkibocsájtás szintén visszaesik. Ezután a rendszer jelet küld a külső perisztaltikus pumpának, a tápanyag adagolás megindul, ez a fed-batch szakasz.

co2 and temperature

 

Adatok az eredeti munkalapból

04-04-2017 16:40 inoc.
05-04-2017 9:20 feed start (OD30) Feed bottle 439g
05-04-2017 9:30 add lactose + 7ml water
05-04-2017 14:00 +IPTG
05-04-2017 15:30 OD37 bottle m=431 (8g fed was added) overfeeded, set fom 25 to 15

06-04 9:20 bottle 416g, OD 27 No stirring, stirrer broken
external pH 6.81

flow rate 230ml/ 21 min

A batch szakasz úgy sikerült ahogy elvártuk, a hőmérséklet ingadozás ellenére 16h volt. A tápanyag adagolás elindult időben. Eddig a pontig minden rendben volt. A tápanyag adagolás túl gyors volt, emiatt sajnos elpusztultak a sejtek. Ami tetőzte a problémát, hogy a keverő is elromlott, ami azért bosszantó, mert egy IKA keverőt használtunk erre a célra és a 12 laborban eltöltött évem alatt soha nem romlott el egy sem. A levegő áramlási sebessége 6,5-ször akkora volt mint kellett volna, ezáltal a párolgás jelentős volt. Az áramlásmérő szenzor beintegrálása folyamatban van.

 

Néhány kép a laborból

 

pH görbe

pH

Az egyes nyílnál jelölt pontnál történ egy pH esés (6.65) amire még nem találtam magyarázatot ez kb. 13 óránál volt. A második esetben amikor elfogy a szénforrás (itt glükóz) a sejtek más szénforrás után néznek, és elkezdik emészteni a szerves savakat,  így a pH emelkedik. A pH szabályozás tehát jól működik.

 

A következő lépések egyike az adatelemzés, kiértékelés optimalizálása, majd automatizálása. Ezalatt a kb. 40 órás fermentációból több mint 25.000 sornyi adat generálódott.

Share This:

 
Loading Facebook Comments ...

Leave a Comment