Biofermentéry nebo bioreaktory obsahující kapalné médium mohou mít různé objemy: od 100 ml do několika litrů; tyto nádoby jsou přizpůsobeny kultuře in vitro a připojeny k mechanickým systémům, které zajišťují adekvátní růst a provzdušňování buněk. Možné mechanické způsoby míchání jsou různé: od míchání lopatkami po míchání vzduchem. Diverzifikační struktura bioreaktorů je odůvodněná konečným účelem procesu: nejlepší výnos při produkci účinných látek; ve skutečnosti rostliny v přírodě syntetizují sekundární metabolity ve vztahu k stresovým podmínkám prostředí jakéhokoli druhu; čím více jsou intenzivní, tím více rostlina získává oficiální zájem , proto mechanické míchání pomocí lopatek představuje v mnoha případech dostatečné napětí ke stimulaci buněk k produkci aktivních principů biotechnologického zájmu.
Sekundární metabolity představují mechanismus vztahu, který rostlina naváže s okolním prostředím. Podobně jako v přírodě se v laboratoři pokoušíme znovu vytvořit optimální stresové podmínky, které se často výrazně liší od podmínek vyskytujících se v přírodě. Protože existuje několik dostupné nástroje. V každém případě je stav obnovený v suspenzní kultuře zaměřen nejen na produkci aktivních složek, ale také na stanovení těch stresových faktorů, které indukují buňky k produkci sekundárních metabolitů.
Kultury uvnitř bioreaktoru musí být přiměřeně vystaveny různým stresům, které napodobují prvky stimulující produkci sekundárních metabolitů. Bioreaktory jsou strukturovány tak, aby určovaly různé typy buněčného cyklu. Jak se to děje v pevném médiu, před indukcí buněk k produkci sekundárních metabolitů je ve skutečnosti nutné stimulovat jejich množení; to umožňuje získat nápadný počet a adekvátní syntéze účinných látek.
Při přípravě tekuté půdy se provádějí následující kroky:
1. Očkování buněk v kapalném médiu.
2. Kultivační podmínky vhodné pro množení buněk: typ půdy a způsob kultivace ve vhodném bioreaktoru musí umožňovat získání požadované biomasy.
3. Kultivační podmínky vhodné pro produkci aktivních látek; kultivační médium je modifikováno a kultura je vystavena mechanickému namáhání, což znamená silné zpomalení duplicitních jevů ve prospěch produkce sekundárních metabolitů.
Je třeba mít na paměti, že u jakéhokoli druhu kultury in vitro následuje v okamžiku naočkování přesná růstová cesta: nejprve se buňka stabilizuje v novém kultivačním médiu, poté začne vnímat podněty odvozené od složek média po adaptační fázi následuje fáze exponenciálního růstu, ve které buňky v krátkém časovém období značně rostou; po této fázi exponenciálního růstu následuje fáze stacionárního růstu, ke které dochází, když alespoň jedna ze složek docházejí prvky půdy. Dosažení stacionární fáze určuje přechod plodiny z duplikátu do produktivní fáze. Na této úrovni biotechnolog navozuje udržování stacionární fáze, nebo spíše produktivity, přičemž minimalizuje početní růst, aby zajistil že buňky produkují sekundární metabolity co nejdéle. Aby toho bylo dosaženo, jsou složky Země různé ne, zejména hormony a kultivační podmínky, jako je pH, teplota, provzdušňování, světlo a elicitace (prostředek vyvolávající fyzický nebo biologický stres na buňky).
Další články na téma "Biotechnologie: bioreaktory a syntéza účinných látek"
- Biotechnologie: význam tekuté půdy v biotransformacích
- Farmakognozie
- Biotechnologie: typy bioreaktorů a jejich aplikace
