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Bienvenue, nous avons discuté de l'étude de cas de l'azadirachtine où les auteurs ont éconduit la lignée cellulaire à haut rendement pour la production d'azadirachtine suivie d'une optimisation des conditions de théculturepour la productivité maximale de l'azadirachtine. Ensuite, ils ont aussi mis en œuvre des stratégies de rendement comme, l'addition des précurseurs et l'addition d'éliciteurs pour améliorer le rendement de l'azadirachtinine la lignée cellulaire. Puis ils ont continué à établir la cinétique de traitement par lots de différents types de réacteurs, où il s'agissait d'un réacteur à réservoir, puis d'un réacteur à colonne à bulles. Et même dans un réacteur à réservoir, ils ont essayé différents impacteurs, en modifiant les caractéristiques de transfert de masse et le temps de mélange, et ils ont vu l'effet sur les cinétiques.Donc, après une configuration de réacteur appropriée, on a choisi une solution pour la productivité maximale du lot d'azadirachtinine. Ils ont également voulu mettre au point des stratégies d'alimentation en nutriments dans le réactorto pour améliorer encore le rendement et la productivité de l'azadirachtine dans les réacteurs. Maintenant, l'interdiction de la thisone est de frapper et de faire des essais en enfer en ce qui concerne le temps d'addition du fourrage, la concentration du fourrage dans le réacteur et la manière dont le fourrage est fait ah.Donc, soit on peut faire un essai ou un essai, soit il peut y avoir une façon plus rationnelle de simuler et d'alimenter la stratégie d'alimentation en nutriments à partir d'un modèle basé sur la cinétique. Ils ont développé un modèle mathématique qui donne une description adéquate de la croissance et de la cinétique de production de cellules A indica dans la culture de suspension. Maintenant, lorsqu'ils ont formulé le mathématicalmodèle suivant les points qui ont été gardés à l'esprit, l'un est qu'ils ont fait une étude d'inhibition distincte de l'inhibitionsubstrat e par rapport aux substrats critiques dans le milieu. Pour voir si au-delà d'une certaine concentration, les substrats inhibent la croissance de la culture. Ils incorporent cette efficacité d'inhibition à leur cinétique de croissance par lots et au modèle qui est une description de la cinétique du substrat, de la cinétique de formation du produit et de la biomasse, ou de la cinétique de croissance. Ils ont simulé ces équations optimisées pour évaluer les paramètres de l'équation du modèle, puis ils ont fait une analyse de sensibilité des paramètres dans le modèle pour éliminer les paramètres insignifiants afin de réduire le nombre de paramètres dans le modèle, en rendant le modèle plus simple pour la simulation. Donc, ceci a été modélisé de nouveau et finalement, ce modèle redéfini a été utilisé pour simuler des stratégies d'alimentation en nutriments sous des cultures en lot ou en continu. Maintenant, avant que nous ne voyons l'étude de cas nous pouvons comprendre ce qui est un modèle mathématique. Donc, le becauseit est un système assez complexe et les cellules végétales qu'ils prennent plus longtemps en culture, l'expérimentation générale est plus une approche de succès et d'essai. Par conséquent, le modèle mathématique approachpeut vous donner une meilleure compréhension du système. Maintenant, il est basé sur la connaissance plus ancienne du comportement du système, il est donc plus logique. Une simulation facile hors ligne peut être faite au lieu de faire des essais sur le nombre d'expériences que l'on pourrait prendre pour atteindre les meilleures productivités oraméliorées serait moindre. Alors, qu'est-ce qu'ils ont fait lors de l'élaboration du modèle?Ils ont commencé avec certaines hypothèses, ils ont eu les données cinétiques par lots. Et les données d'exposition dans le lot. Maintenant, ils ont formulé les équations du modèle pour décrire le comportement du système, puis ils ont déterminé les paramètres du modèle en fonction des hypothèses initiales. Ensuite, ces paramètres du modèle ont été évalués à l'aide d'un processus itératif et une analyse de la sensibilité des paramètres a été effectuée pour sélectionner le paramètre significatif là par defi [ ning ] redéfinissant themodel. Enfin, le modèle redéfini a été simulé pour prédire la concentration en nutriments dans les stratégies d'alimentation dans la culture en lot nourrié et aussi dans une cultivation.Donc, avant de commencer à développer le modèle mathématique, ils ont fait des études d'inhibition dans des concentrations différentes de nutriments limitants pour une éventuelle inhibition de la culture. Ainsi, ceci a été fait pour expliquer l'inhibition de la croissance à des concentrationsde substrat plus élevées qui seront nour­rités au cours de la culture de lots nourris. Ainsi, les différentes équations du modèle qui ont été incorporées pour tenir compte de la croissance et de la forinhibition sont les suivantes. Si vous pouvez voir sur la diapositive pour la croissance, ils ont ramassé Monod 'smodel et pour définir l'inhibition, ils ont choisi le modèle luongs ainsi que la cinétique de l'inhibition asymptotique. Ils ont essayé d'ajuster les données pour l'inhibition du substrat pour différents substrats limitant les taux. Les études sur l'inhibition du substrat ont été effectuées en ce qui a cause du glucose, du nitrate et du phosphate. Donc, les hypothèses du modèle étaient que les principaux éléments nutritifs étaient le nitrate de carbone, l'ammonium et le phosphate. Le repos des nutriments a été disponibleen excès dans le bouillon de culture, et l'environnement de culture comme les paramètres comme la températureet le pH sont demeurés constants tout au long de la culture. C'est l'équation du modèle utilisée qui limite les termes limites par rapport à tous les nutriments limitants repris dans le modèle. La concentration de glucose et de nitrate, puis elle incorpore aussi les termes inhibitionnements par rapport au même substrat 3 pour tenir compte de l'inhibition par le substrat de la culture par lots. Le modèle de la luedeking piret a ensuite été utilisé pour définir la cinétique de formation des produits, les trois dernières équations montrent les taux spécifiques de substrat. Où m S, m S 1, m s 2 et m S 3 tiennent compte de l'efficacité de la maintenance par rapport à chacun des trois nutriments critiques. Et Y X par X représente les coefficients de rendement par rapport aux substrats et mu est le taux de croissance spécifique de la culture.Une technique de régression non linéaire de régression linéaire a ensuite été appliquée qui a été assistée par un programmeur informatique pour minimiser l'écart entre le modèle et les valeurs expérimentales pour tous les points de données et les variables de processus. Ainsi, une fonction objective qui était calledas la somme des carrés des résidus pesés a été utilisée pour simuler le modèle. Donc, c'était basedon méthode originale de rosenbrock pour trouver la valeur minimale de la fonction objectif, qui étaient les valeurs de paramètre optimisées du modèle. Cette image montre que l'ajustement a été effectué à l'aide des données cinétiques par lots avec le modèle. Maintenant, dans le modèle de traitement par lots, il a été plus pollué pour la culture de lots nourris et la culture continue pour développer des stratégies d'alimentation en ligne. Et enfin, la stratégie d'alimentation choisie, qui était la productivité maximale de givingts, a été vérifiée expérimentalement. Afin d'extrapoler le modèle de traitement par lots à l'aide d'une culture en lot ou en culture continue, c'est ce qu'ils ont utilisé pour nourrir les trois nutriments essentiels et il s'agit d'une stratégie de taux d'alimentation constante. Ensuite, vous avez défini les taux d'utilisation du substrat pour tous les trois substrats critiques et les taux de formation du produit. Maintenant, étant une culture de lots nourris, les dilutiontermes ont été ajoutés au modèle, puis les paramètres de ce modèle ont ensuite été simulés pour la mise hors ligne des stratégies d'alimentation en nutriments. Lorsque les paramètres incluant le volume de travail initial, le début de l'alimentation, le taux d'alimentation, la concentration du substrat dans le fourrage étaient variés. Le thestrategy qui a donné une productivité volumétrique globale maximale avec une concentration résiduelle minimale dans le milieu après un temps donné a été choisi pour la validation expérimentale. Ainsi, la stratégie d'alimentation qui a été choisie pour la culture par lots était la suivante: la culture par lots a été effectuée dans le réacteur jusqu'au 8ème jour. Ensuite, du 8e au 12e jour, l'alimentation en glucose de 500 grammes par litre et du phosphate de 1 gramme par litre a été faite à raison de 0,05 litres par jour dans le réacteur. Puis, du 13e au 14e jour, l'alimentation en glucose a été arrêtée et la nourriture supplémentaire de nitrate a commencé à 35 grammes par litre, et le flux de phosphate a été poursuivi, mais à une concentration réduite de 0,5 gramme de perliter avec le débit de tous les aliments à 0,5 litre par jour. Donc, si vous avez remarqué que l'alimentation en glucose a été arrêtée, l'alimentation en phosphate a été réduite à la concentration de nourriture et l'alimentation en nitrate a été mise en route. Cette stratégie telle que prédite par le modèle a donné un atotal de près de 22 grammes par litre de biomasse, et 90 milligrammes par litre d'azadirachtinine 14 jours. Donc, ce sont les conditions qui ont été utilisées pour la culture de lots nourris, puis la culture de lots nourris a été expérimentalement validée.Donc, si vous voyez la cinétique ici, l'intrigue montre que lorsque l'alimentation a commencé à partir du 8ème jour, vous pouvez voir le nitrate résiduel le phosphate résiduel et les concentrationsde glucose deviennent élevées, puis graduellement la biomasse augmentant et l'azadirachtine se nourrit alsohausse. En permanence, le poids des cellules sèches augmente jusqu'à 14 jours et l'azadirachtine augmente continuellement jusqu'au 14ème jour. Le nitrate de Whileresidual devenait de plus en plus limité aux alentours du 12ème jour, si possible que c'est la raison pour laquelle l'alimentation a été recommenuée pour le nitrate le jour 12.Ensuite, le modèle de lot a été utilisé pour développer ou stratégies des stratégies d'alimentation en nutriments en culture continue. Là encore, les mêmes paramètres du modèle ont été utilisés pour désigner les équations de conception et de conception pour la culture continue, puis le modèle a été simulé. Et validé expérimentalement l'une des stratégies qui pourraient donner de fortes productivités d'azadirachtine, puis dans des lots nourris ou en lot a été choisi pour la validation expérimentale en culture continue. Les sels de milieu de MS avec un glucose de 75 grammes par litre le nitrate de 10 grammes de perliter et de phosphate de 0,5 gramme par litre à un débit de 0,5 litre par jour étaient des choix de chosepour l'étude expérimentale. Ce réacteur continu qui a été runwas a été un réacteur de rétention cellulaire qui a été mis en place dans lequel l'alimentation a été envoyée dans l'espace annulaire du réacteur à l'extérieur du filtre jusqu'à la 26e journée. Et le milieu a été retiré à l'intérieur du filtre de spin. Dans ce cas, le modèle prédisait près de 140 grammes de perliter de biomasse et 130 milligrammes par litre d'azadirachtine dans 26 jours.Donc, si vous voyez les placettes, vous pouvez clairement voir que l'alimentation a été faite dans le réacteur continuousréacteur. La rétention cellulaire a conduit à une augmentation continue de la biomasse et à l'alsoin de la productivité de l'azadirachtine. Donc, expérimentalement, la biomasse qui pourrait être obtenue était de 88 grammes par litre, et la concentration d'azadirachtine ou de titters qui pourrait être atteint maintenant à un niveau de 280 milligrammes par litre en 26 jours. Après avoir réalisé et mis au point des stratégies d'alimentation en nutriments pour une amélioration continue de la productivité de l'azadirachtine. Ensuite, les auteurs ont poursuivi l'intégration des processus dans le tourbeux qui a ajouté le éliciteur et le précurseur sélectionnés à partir des études de flacon de serrage pour améliorer encore le rendement de l'azadirachtine et de la productivité par la productivité Ainsi, les cellules et les bioreactorsétaient en mode de traitement par lots, mais traités avec une concentration optimale des éliciteurs après 8 jours de culture. Donc, ces éliciteurs ont été choisis à partir de l'étude précédente de l'optimisation avec les éliciteurs. Ainsi, l'acide salicylique, l'acide jasmonique et le chitosanont sélectionnés à leurs concentrations optimales sur la base de la conception des expériences, la statisticaloptimisation a été réalisée. Et puis ces éliciteurs ont été ajoutés le 8ème jour et la croissance et l'azadirachtinproduction dans le réacteur ont été étudiées. Et après addition, la biomasse était presque la même que celle qui était de 14 grammes par litre, tandis que le contenu en azadirachtine augmentait à 11,5 milligramme de gramme en 10 jours, ce qui était beaucoup plus élevé que celui obtenu dans le réacteur par lots en l'absence de éliciteur. Ensuite, la culture continue avec le nutrientaddition, l'addition des éliciteurs, l'addition des précurseurs et la perméabilisation ont tous été jusqu'à présent un effet intégré où les cellules ont été cultivées en bioréacteur en mode de traitement par lots. La culture Thenthe a été convertie en mode continu avec rétention cellulaire avec l'additionde l'azote du carbone et la source de phosphate avec l'apport d'éliciteurs de 8 à 40 jours, et la culture a ensuite été poursuivie en mode batch jusqu'à 44 jours et avant la récolte de la biomasse a été effectuée pour l'analyse de l'azadirachtine. Donc, si vous voyez sur le côté droit, l'acétate de sodium a été utilisé comme précurseur qui a été ajouté le deuxième jour. Puis l'alimentation des sels de MS avec du glucose, du nitrate et du phosphate dans l'alimentation qui était optimizedoffline a été faite du 8ème jour au 40ème jour. En plus de l'addition d'acide salicylique, d'acide jasmonique et de chitosane qui a été optimisé précédemment à l'aide de la conception centrale composite d'un taux d'alimentation de 500 ML par jour. Ensuite, des enrichisseurs de perméabilité ont été ajoutés le 41ème jour alors que l'acteur a été poursuivi en mode batch jusqu'au 44e jour pour permettre la libération du produit à partir des cellules où 5% n-hexadécane a été ajouté dans le reactor.Alors, qu'ont-ils obtenu? Le poids sec maximum qui pouvait être atteint était maintenant de 62grammes par litre et la concentration maximale d'azadirachtine ou de titters obtenus était de 7 30 milligrammes par litre. Maintenant, après addition d'hexadécane 751 milligrammes de perliter d'azadirachtine a été obtenu à partir de la récolte finale, alors que 14 percentrelocation dans le milieu de culture a été observée. Donc, c'est ce qui a été fait un résumé des auteurs que les auteurs ont fait dans cette étude de cas, ils ont commencé avec une haute azadirachtine contenant une lignée de cellules basedcellulaires. Ils ont développé la culture de cals, puis la culture de suspension chez cinq différents milieux testés, Murashige et Skoog, a montré la plus forte croissance et la production d'azadirachtine, puis une concentration optimale des conditions de culture des nutriments moyens a été obtenue en utilisant des données statistiques pour minimiser le nombre de succès. Et puis un peu après, ils ont pu obtenir 15 grammes par litre de biomasse et près de 50 mg d'azadirachtine par culture dans des conditions optimales de fiole vibrante. On a trouvé que les cellules sensibilisaient le cisaillement à l'augmentation de la vitesse de rotation où la viabilité a été trouvée à une vitesse de chute de 85% supérieure à 150 tr / min dans la fiole agiter. Ainsi, l'addition d'acétate de sodium a été effectuée à l'aide d'un précurseur dans lequel la productivité de l'azadirachtine a été améliorée à 162 mg par litre en 12 jours. Ensuite, d'autres enrichisseurs de perméabilité ont été optimisés et l'hexadécane 5 pour cent a été choisi, ce qui pourrait entraîner une libération de 13 pour cent de l'azadirachtine dans le milieu tout en maintenant la capacité de 10%. Les éliciteurs ont ensuite été choisis et leurs concentrationsont été optimisées à l'aide de la conception statistique d'expériences où l'acide salicylique, le jasmonicacide et le chitosane ont été choisis. Puis l'addition cumulée de ces éliciteurs le 8ème jour for48 heures avant la récolte a conduit à une augmentation de rendement allant jusqu'à 15 près de 16 milligrammes par gramme.Donc, si vous voyez un instantané de la façon dont la productivité s'est améliorée à partir de différents modes de culture quand ils ont fait des lots avec des impices stériques, la productivité a été 5. Lorsqu'ils ont fait un lot avec une turbine centrifuge qui a amélioré les caractéristiques de transfert de masse et mélangé timecharacteristique, la productivité s'est améliorée à 7.2.Ensuite, ils ont cultivé en continu avec un dispositif de rétention cellulaire où la productivité a été trouvée pour s'améliorer, puis la culture par lots avec l'addition d'éliciteur a été seento augmenter la productivité à des niveaux très élevés presque doubler ou trois plis rather.Ensuite, la culture continue avec une étude intégrée qui comprenait l'addition de éliciteurs, de précurseur, de perméabilité, de enrichisseurs et de flux de nutriments, a conduit au maximum L'amélioration de la productivité jusqu'à 17 milligrammes par litre par jour. Donc, si vous comparez la littérature, ce qu'ils ont trouvé, c'est qu'ils pourraient obtenir des rendements maximaux d'azadirachtine dans la biomasse en utilisant de façon thisrationnelle et une méthode d'optimisation plus systématique. J'espère donc que cela vous donnera une image globale de la façon dont les différentes stratégies de biotraitement des cellules végétales peuvent être mises en œuvre pour maximiser les productivités des métabolites secondaires des plantes.