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Biology

प्रक्रिया पौधों के अर्क से बिखरे कणों को हटाने के लिए flocculants की दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए

Published: April 9, 2016 doi: 10.3791/53940
Automatic Translation
1,2
1Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 2Institute for Molecular Biotechnology, RWTH Aachen University

Introduction

पौधों को व्यापक रूप से इस तरह के फलों के रस के रूप में खाद्य वस्तुओं का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं, लेकिन वे भी उच्च मूल्य biopharmaceutical उत्पादों के निर्माण के लिए 1-3 प्लेटफॉर्म के रूप में विकसित किया जा सकता है। दोनों ही मामलों में, नीचे की ओर प्रोसेसिंग (डीएसपी) अक्सर इस तरह के पत्ते या फल के रूप में ऊतकों से तरल पदार्थ की निकासी, कण-लादेन के अर्क 4,5 के स्पष्टीकरण के द्वारा पीछा के साथ शुरू होता है। बायोफार्मास्यूटिकल्स के निर्माण के लिए, डीएसपी की लागत कुल उत्पादन लागत 6.7 के ऊपर से 80% के लिए खाते सकता है और हिस्से में इस तरह के ब्लेड आधारित homogenization 8,9 के रूप में विघटनकारी तरीकों से तैयार अर्क में उच्च कण बोझ वर्तमान दर्शाता है । हालांकि फिल्टर परतों के तर्कसंगत चयन निकालने में कण आकार के वितरण के मैच के लिए फिल्टर क्षमता में वृद्धि और लागत 10,11 कम कर सकते हैं, सुधार के कणों की संख्या प्रति बनाए रखा जाना चाहिए द्वारा परिभाषित पूर्ण क्षमता की सीमा से अधिक कभी नहीं कर सकतेफ़िल्टर क्षेत्र की इकाई स्पष्टीकरण प्राप्त करने के लिए।

यदि कम कणों निस्पंदन ट्रेन में बेहतरीन फिल्टर की सतह तक पहुंचने छत उठाया जा सकता है, और अगर छितरी कणों flocculants कि एकत्रीकरण को बढ़ावा देने के लिए बड़े flocs 12 के लिए फार्म के रूप में जाना पॉलिमर के साथ मिश्रित कर रहे हैं इस हासिल की जा सकती है। इस तरह के flocs मोटे और कम खर्चीला बैग फिल्टर से आगे नदी के ऊपर बनाए रखा जा सकता है, कण बोझ महीन और अधिक महंगा गहराई फिल्टर तक पहुंचने को कम करने। पॉलिमर अपने आवेदन पत्र, बायोफार्मास्यूटिकल्स वे अच्छा विनिर्माण प्रैक्टिस (जीएमपी) के अनुरूप होना चाहिए के लिए जैसे के लिए उपयुक्त सुरक्षा प्रोफाइल है चाहिए, और आम तौर पर वे एक दाढ़ जन> 100 केडीए होनी चाहिए और या तो तटस्थ हो या 13 का आरोप लगाया जा सकता है। जबकि तटस्थ flocculants आम तौर पर छितरी हुई कणों पार से जोड़ने की उनकी एकत्रीकरण और व्यास के साथ flocs के गठन के कारण से कार्य> 1 मिमी 11, आरोप लगाया पॉलिमर डी के प्रभारी बेअसरispersed कणों, उनके घुलनशीलता को कम करने और इस प्रकार वर्षा 14 कारण।

Flocculation ऐसे बफर पीएच या चालकता, और बहुलक प्रकार या एकाग्रता के रूप में मानकों को एडजस्ट करने, निकालने 15,16 के गुणों से मेल करने से सुधार किया जा सकता है। 0.5-5.0 जी एल -1 पॉलीएथिलएमीन (पी) के साथ pretreated तंबाकू अर्क, गहराई फिल्टर क्षमता में एक से अधिक 2 गुना वृद्धि के लिए एक 100-एल पायलट पैमाने प्रक्रिया में बताया गया था। इस बहुलक की लागत कम से कम € 10 किलो तो इस प्रक्रिया में इसकी शुरूआत बैच 16 प्रति फिल्टर और उपभोग्य सामग्रियों के लिए € के बारे में 6000 की लागत बचत में हुई -1 या और भी अधिक जब सेल्यूलोज आधारित एड्स फ़िल्टर 17 के साथ संयुक्त है। फिर भी, भविष्य कहनेवाला मॉडल भंडारण के लिए आगे निवेश लागत में जिसके परिणामस्वरूप, क्योंकि उनके शामिल किए जाने के 15-30 मिनट 16,18 की पकड़ चरणों की आवश्यकता कर सकते हैं flocculants के एक प्राथमिकताओं आर्थिक लाभ का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक हैंटैंक। हालांकि, वर्तमान में कोई यंत्रवत उपलब्ध मॉडल है कि flocculation की जटिल प्रकृति की वजह से इस तरह के प्रयोगों के परिणाम की भविष्यवाणी कर सकते हैं। इसलिए, एक अधिक उपयुक्त डिजाइन के-प्रयोगों (डीओई) दृष्टिकोण 19 इस आलेख में वर्णित के रूप में विकसित किया गया था। सामान्य डो प्रक्रिया के लिए एक प्रोटोकॉल हाल ही में प्रकाशित किया गया है 20।

छोटे पैमाने पर उपकरणों अब flocculation शर्तों 21 के उच्च throughput स्क्रीनिंग के लिए उपलब्ध हैं। हालांकि, इन उपकरणों के वास्तविक संयंत्र की flocculation दौरान शर्तों अनुकरण नहीं कर सकता है निकालता है क्योंकि प्रतिक्रिया पोत (~ एक 96 अच्छी तरह से थाली पर कुओं के लिए 7 मिमी) और कणों या flocs के आयामों के अलावा परिमाण के एक आदेश से भी कम हो सकता है। इस मिश्रण पैटर्न है और इस तरह के मॉडल की भविष्यवाणी करने की शक्ति को प्रभावित कर सकते हैं। इसके अलावा, यह नीचे मिश्रण व्यवहार और वेग स्टेशन में गैर रेखीय परिवर्तन के कारण वर्षा से जुड़े प्रक्रियाओं पैमाने पर करने के लिए मुश्किल हो सकता हैसाख 22। इसलिए, इस आलेख प्रति दिन 50-75 नमूनों की एक throughput के साथ एक बेंच शीर्ष पैमाने पर स्क्रीनिंग प्रणाली की रूपरेखा, परिणाम है कि एक 100 एल पायलट पैमाने प्रक्रिया 16 के लिए प्रारंभिक 20 मिलीलीटर प्रतिक्रिया मात्रा से स्केलेबल हैं उपज। जब एक हरिणी दृष्टिकोण के साथ संयुक्त, इस भविष्य कहनेवाला मॉडल एक गुणवत्ता द्वारा डिजाइन अवधारणा के हिस्से के रूप में इस प्रक्रिया के अनुकूलन और प्रलेखन के लिए इस्तेमाल किया जा करने की अनुमति देता है।

नीचे वर्णित विधि भी सेल संस्कृति आधारित प्रक्रियाओं, जहां flocculants भी एक लागत बचत उपकरण 23 के रूप में माना जा रहा है में उत्पादित बायोफार्मास्यूटिकल्स लिए अनुकूलित किया जा सकता है। यह भी रूप में β-glucuronidase कनोला, मक्का और सोयाबीन 24,25 में उत्पादन के लिए प्रदर्शन एक शुद्धि की रणनीति के हिस्से के रूप में एक कच्चे तेल निकालने से लक्ष्य प्रोटीन की वर्षा मॉडल का उपयोग किया जा सकता है। Flocculant संपत्तियों की एक विस्तृत वर्णन कहीं और पाया जा सकता है 16,26 और यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि बहुलक concentrations या तो गैर विषैले या अंतिम उत्पाद 11 में हानिकारक स्तर से नीचे हैं।

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Protocol

1. एक पर्याप्त प्रायोगिक रणनीति का विकास

  1. पर्यावरण और प्रक्रिया पैरामीटर है कि प्रासंगिक हैं के लिए flocculation प्रक्रिया की स्थापना के लिए किया या अनुकूलित किया है, यानी जो कारकों flocculation पर मजबूत प्रभाव की पहचान। आमतौर पर, वहाँ कई तरह के मापदंडों इसलिए एक हरिणी दृष्टिकोण के रूप में हाल ही में वर्णित 20 यंत्रवत मॉडल की कमी के कारण आवश्यक है।
    1. मापदंडों का चयन करें (कारक) साहित्य डेटा 12, पूर्व ज्ञान और प्रणाली के साथ अनुभव पर आधारित है। विशिष्ट कारकों बफर पीएच, बफर चालकता, ऊष्मायन समय और तापमान के साथ ही बहुलक प्रकार और एकाग्रता 15,16,27 शामिल हैं।
    2. स्पष्ट कारकों के लिए प्रत्येक संख्यात्मक कारक के लिए सार्थक पर्वतमाला और स्तरों को परिभाषित करने के लिए एक ही संदर्भ (1.1 देखें) का प्रयोग करें।
    3. परिभाषित प्रयोगात्मक परिणामों (प्रतिक्रियाएं) पर नजर रखी और flocculation की दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा। सिस्टम के आधार पर यह,छानना या सतह पर तैरनेवाला में गंदगी, बसने वेग, कुल आकार या बाद में एक फिल्टर 16,23,28-30 की क्षमता हो सकती है।
    4. सुनिश्चित करें प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए इस्तेमाल किया assays, मात्रात्मक मजबूत और repeatable / प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं तो यह है कि जिसके परिणामस्वरूप उच्च गुणवत्ता वाले डेटा बाद में या किसी अन्य के ऑपरेटर द्वारा प्रदर्शन प्रयोगों के साथ संवर्धित किया जा सकता है।
  2. suiting कारकों की संख्या की जांच की जा करने के लिए और ज्ञान की डिग्री पहले से ही व्यवस्था के बारे में संचित एक हरिणी प्रकार चुनें। उपलब्ध साहित्य का उपयोग एक उपयुक्त डो प्रकार 20 की पहचान करने के लिए।
    1. एक स्क्रीनिंग डिजाइन का चयन करें flocculation प्रणाली के बारे में कम जानकारी की जांच की जा करने के लिए, मानकों की एक बड़ी संख्या की जांच की जानी चाहिए या थोड़ा मापदंडों के लिए सार्थक सीमाओं के बारे में जाना जाता है अगर वहाँ। ठेठ स्क्रीनिंग डिजाइन पूर्ण और आंशिक भाज्य डिजाइन कर रहे हैं। डिजाइन में केंद्र बिंदुओं को शामिल मापदंडों के एक गैर रेखीय प्रभाव पड़ता है, जैसे की उम्मीद कर रहे हैं 19 से ऊपर संतृप्ति।
    2. एक प्रतिक्रिया सतह पद्धति (RSM), उदाहरण के लिए केंद्रीय समग्र डिजाइन (सीसीडी) 31 या इष्टतम 32,33, अगर अच्छी तरह से जाना जाता पर्वतमाला के साथ ही कुछ कारकों की जरूरत है ठीक होती जा करने के लिए चयन करें।
  3. डो उपयुक्त सॉफ्टवेयर के साथ सेट, एक प्राथमिकताओं गुणवत्ता के मापदंड सुनिश्चित जैसे डिजाइन अंतरिक्ष के अंश 20 से मुलाकात कर रहे हैं।

2. Flocculation प्रयोगों को तैयार

आकृति 1
चित्रा 1: संयंत्र निकालने flocculation कार्यप्रवाह: प्रक्रिया पैमाने पर (बाएं) और benchtop पैमाने (दाएं)। जलीय buffers के साथ प्रोटीन निकासी के बाद, सेल मलबे के छितरी कणों flocculants के अलावा द्वारा एकत्रित कर रहे हैं। समुच्चय फिर बैग और गहराई निस्पंदन का एक झरना है और इनमें से क्षमता से हटा रहे हैंछानना turbidities के साथ फिल्टर flocculation की क्षमता को मापने के लिए सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है।

  1. एक जनरल प्रयोगात्मक कार्य फ्लो (चित्रा 1) का विकास करना।
    1. एक निष्कर्षण उपकरण है कि अंतिम आवेदन पैमाने पर एक ही कण आकार की उम्मीद वितरण में यह परिणाम है (या पहले से ही मनाया), उदाहरण के लिए एक विशेष homogenizer का प्रयोग करें। यदि संभव हो तो, चिमटा के पैमाने से नीचे मॉडल के रूप में तंबाकू के homogenization पत्ते 10 के लिए वर्णित डिजाइन।
    2. निकालने flocculation प्रयोगों (यहां 20 एमएल) के दौरान इस्तेमाल की मात्रा को परिभाषित करें। एक खंड है कि कणों के एक प्रतिनिधि नंबर प्रतिक्रिया पोत में उपस्थित होने के लिए अनुमति देता है का चयन करें, 20 मिलीलीटर aliquots में जैसे flocculation प्रयोगों झुकेंगे तंबाकू युक्त ~ 7% [w / V] ठोस 34 और के कण आकार ~ 0.5 अर्क के लिए प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और स्केलेबल परिणाम माइक्रोन ~ 3 मिमी से 16।
    3. सभी निगरानी और बाद flocculation संचालन डिजाइन इतना है कि वेंey अंतिम आवेदन पैमाने के प्रतिनिधि हैं, बड़े पैमाने पर उत्पादन में इस्तेमाल उन लोगों के रूप में एक ही कण प्रतिधारण व्यवहार के साथ जैसे चुनिंदा फिल्टर।
  2. पौधों जो अर्क से प्राप्त किया जाएगा खेती।
    1. एक ही पौधे लाइन, यहाँ निकोटियाना Tabacum सीवी का प्रयोग करें। पेटिट हवाना SR1, और खेती की स्थिति यह है कि उत्पादन के दौरान इस्तेमाल किया जाएगा के रूप में पहले 33 में वर्णित है।
    2. अन्य फीड स्टॉक कार्रवाई की जाएगी, तो इन फीड स्टॉक, इस प्रक्रिया के दौरान किसी भी कमजोर पड़ने कदम तैयार है, ताकि वे अंतिम आवेदन पैमाने के प्रतिनिधि हैं, जैसे प्रामाणिक बफ़र्स का उपयोग खाते में लेने और प्रत्याशित पीएच और चालकता के पीएच 7.5 चिपके रहते हैं, यहाँ और चालकता 30 एमएस सेमी -1।
  3. निस्पंदन यूटिलिटीज, मैलापन-निगरानी उपकरणों और नमूना वेसल्स तैयार करें।
    1. , आवश्यक आकार, यहाँ 15 x 15 सेमी से 2 फिल्टर सामग्री में कटौती करता है, तो वे नहीं हैं तैयार करने के लिए हमेंई मॉड्यूल। सुनिश्चित करें कि सभी की निगरानी और विश्लेषण उपकरणों कार्य कर रहे हैं और सभी नमूना ट्यूबों लेबल।
    2. हालांकि इन सरल कार्य कर रहे हैं, कुछ ही समय में इन वस्तुओं को तैयार करने के लिए सुनिश्चित करें कि वे वास्तविक flocculation प्रयोगों के दौरान रुकावट पैदा नहीं करेगी। देरी से बचने क्योंकि वे उस flocculation दिए गए परिणामों के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं एक समय पर निर्भर प्रक्रिया है।
  4. Flocculant स्टॉक समाधान तैयार करें। चेतावनी: उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनने के लिए जब flocculants हैंडलिंग, जैसे दस्ताने। सामग्री खतरनाक हो सकता है (यूरोप UE 67/548 / सीईई के अनुसार खतरा लेबल्स, 1999/45 / सीई शामिल एन, ग्यारहवीं या Xn)। धूल से बचने के लिए और सामग्री सुरक्षा डाटा शीट को देखें। एक धूआं हुड के तहत काम करते हैं।
    1. प्रत्येक flocculant के लिए एक शेयर एकाग्रता, यहां 80.0 जी एल -1 दो पी flocculants कि इस्तेमाल किया गया के लिए चुनें। संभव के रूप में उच्च जब flocculant जोड़ने नमूना कमजोर पड़ने से बचने के लिए सांद्रता का चयन करें, जो कण concentra कम होगीtion और इस प्रकार flocculation दक्षता प्रभावित करते हैं।
    2. किसी भी पूर्व कमजोर पड़ने कि बहुलक के निर्माता के निर्माण को दर्शाता है, जैसे अगर बहुलक पहले से ही एक जलीय 50% [w / V] समाधान के रूप में आपूर्ति की है के लिए खाते। 4-8% की flocculant स्टॉक समाधान [W / V] अब तक सबसे उपयुक्त पाए गए।
    3. अंक ऊपर चर्चा की मन में असर, यकीन है कि flocculant एकाग्रता एक अत्यधिक चिपचिपा समाधान है कि pipetting रोकता है, संभावित त्रुटियों के कारण है क्योंकि अंतिम flocculant एकाग्रता को सही ढंग से समायोजित नहीं है उत्पन्न नहीं करता है।
    4. सभी flocculants के लिए एक ही शेयर एकाग्रता का उपयोग संभव हो तो क्योंकि यह एक pipetting योजना (2.5) इस प्रकार की त्रुटियों की संभावना को कम करने की स्थापना की सुविधा होगी।
    5. अर्क, यहाँ पीएच 4-10 और 15-55 चालकता mS सेमी -1 की शर्तों मैच के लिए पीएच और प्रत्येक flocculant शेयर समाधान की चालकता को समायोजित करें। एक भी flocculant यदि मीटर के लिए अलग-अलग कंपनियों के शेयरों को तैयारपीएच और / या चालकता शर्तों में से एक सेट से अयस्क कि बहुलक के लिए परीक्षण किया है।
    6. flocculant स्टॉक समाधान हौसले से, अब कोई उपयोग करने से पहले 48 घंटे से तैयार करें। हालांकि flocculation अधिक से अधिक 4 सप्ताह के लिए भंडारित बहुलक शेयरों के साथ प्रेरित किया जा सकता, दक्षता, उच्च या कम पीएच मान पर बहुलक hydrolysis के कारण गिरावट हो सकती है। अधिक जानकारी के लिए निर्माता के दस्तावेज़ देखें।
    7. सुनिश्चित करें कि डो के लिए चुने गए मापदंडों के प्रयोग के दौरान प्रत्येक नमूना के लिए ठीक से समायोजित किया जा सकता है, जैसे यह सुनिश्चित वहाँ हीटिंग / ठंडा स्नान ऊष्मायन तापमान 4 डिग्री सेल्सियस, 20 डिग्री सेल्सियस और 37 डिग्री सेल्सियस को समायोजित करने के लिए यहाँ उपलब्ध हैं। अगर flocculation दौरान मिश्रण प्रयोग का हिस्सा है, यह सुनिश्चित करें कि मिश्रण डिवाइस ऐसी शक्ति इनपुट के रूप में महत्वपूर्ण मापदंडों के मामले में अंतिम आवेदन पैमाने का प्रतिनिधि है।
  5. एक Pipetting योजना में डो अनुसूची कन्वर्ट।
    1. विभिन्न flocculant सांद्रता कन्वर्ट टीईएस होना करने के लिएशेयर समाधान की मात्रा है कि निकालने के नमूने लिए जोड़ दिया जाएगा में टेड: शेयर एकाग्रता से अंतिम flocculant सांद्रता के विभाजन और नमूना flocculation प्रयोगों में इस्तेमाल की मात्रा से गुणा करें। अगर नमूना के 20 मिलीलीटर 2 मिलीलीटर flocculant शेयर समाधान की एक अधिकतम इस 22 मिलीलीटर हो जाएगा के साथ मिलाया जाता है जैसे सबसे बड़े जिसके परिणामस्वरूप अंतिम मात्रा को पहचानें।
    2. सभी flocculation flocculant शेयर की सबसे बड़ी मात्रा के आधार पर aliquots में ही अंतिम मात्रा बनाए रखने के लिए आवश्यक बफर की मात्रा जोड़ा जाना है, जैसे की गणना करता है, तो flocculant शेयर 0.75 मिलीग्राम एक नमूना तो बफर के 1.25 मिलीलीटर बनाए रखने के लिए आवश्यक है करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए 22 मिलीलीटर की अंतिम नमूना मात्रा (2.5.1)।
    3. प्रत्येक बहुलक और flocculation हालत शेयर समाधान कि डो के लिए आवश्यक हैं के पूर्ण खंडों की गणना करने के लिए flocculant शेयर समाधान की मात्रा को योग।
  6. हार्वेस्ट तम्बाकू के पत्ते और निकालें तैयार करें।
    1. शीर्ष छह ए के हटायेइस तरह के एक homogenizer या के रूप में Ves (या के रूप में रूप में इस प्रक्रिया निर्देशों में से संकेत के कई) एक उपयुक्त आयु, जैसे 6 सप्ताह पुरानी है, और हस्तांतरण एक उपयुक्त निकासी डिवाइस के तंबाकू के पौधों से प्रेस पेंच।
    2. निष्कर्षण बफर के तीन खंडों ग्राम बायोमास प्रति 100 ग्राम प्रति 300 मिलीलीटर जैसे जोड़ें, और 8 मिनट के लिए मिश्रण।
    3. अगर अलग पीएच और / या conductivities परीक्षण किया जा रहा उचित buffers के साथ अलग-अलग अर्क तैयार करें। इधर, इस एक ब्लेंडर में 3 एक्स 30 सेकंड या एक juicer 34 के लिए संयंत्र सामग्री homogenizing शामिल है।
    4. वैकल्पिक रूप से, एक तरह से जांच के तहत प्रक्रिया का प्रतिनिधि है कि में निकालने को तैयार है।
  7. निकालें विभाज्य और बफर जोड़ें।
    1. मैन्युअल रूप से और अच्छी तरह से सुनिश्चित करने के लिए नमूने के कणों की एक भी वितरण के साथ सजातीय हैं पूरी प्रक्रिया के दौरान निकालने हलचल।
    2. संक्षेप में decanting द्वारा पूर्व लेबल प्रतिक्रिया ट्यूबों के बीच वितरित निकालने,प्रत्येक बर्तन में यहां 20 मिलीलीटर। स्वयं खड़े 50 मिलीलीटर ट्यूबों से निपटने को आसान बनाने और 20 मिलीलीटर नमूने के लिए आदर्श होते हैं।
    3. प्रत्येक निकासी बफर एक उपयुक्त पिपेट का उपयोग प्रत्येक व्यक्ति प्रतिक्रिया ट्यूब के लिए तय अंतिम मात्रा बनाए रखने की आवश्यकता की मात्रा जोड़ें।

3. गुच्छे में पड़ना संयंत्र विभिन्न पॉलिमर के साथ निष्कर्षों

  1. flocculant शेयर समाधान के लिए आवश्यक मात्रा 0.1-2.0 एमएल पिपेट, यहाँ, नमूने के रूप में क्रमिक रूप से डो के बेतरतीब रन आदेश ने संकेत दिया है। अच्छी तरह से तुरंत तीव्र मैनुअल ठीक 20 सेकंड के लिए झटकों से flocculant के बाद इसके अलावा प्रत्येक नमूना मिश्रण।
    1. यदि आवश्यक हो, पूरी तरह से मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए अन्य फीड स्टॉक के लिए मिलाते समय समायोजित, लेकिन सख्ती से सभी नमूनों के लिए लगातार मिश्रण बार किया जाता है। ध्यान रखें कि मिश्रण flocs के अपरिवर्तनीय व्यवधान पैदा कर सकते हैं लंबे समय तक और असंगत flocculation परिणाम विकृत कर सकते हैं झटकों के दौरान बल लागू में रखिए।
  2. वैकल्पिक: प्रक्रिया दो या अधिक flocculants के साथ आवेदन के लिए ऊपर वर्णित संशोधित करें।
    1. विकल्प 1: एक भी बहुलक के बजाय दो या अधिक flocculants, यहाँ पी और chitosan का एक मिश्रण जोड़ें। डो में परिभाषित flocculant संयोजनों का प्रयोग करें। डो सेटअप (1.1) के दौरान अनुपात और व्यक्तिगत मापदंडों के रूप में पॉलिमर की पूर्ण सांद्रता शामिल।
    2. विकल्प 2: निकालने के लिए दो या दो से अधिक पॉलिमर क्रमिक रूप से जोड़ें।
      1. डो सेटअप के दौरान अलग-अलग बहुलक सांद्रता, उनके प्रकार, और निकालने के लिए प्रत्येक अलावा बीच ऊष्मायन समय, अतिरिक्त कारकों के रूप में प्रयोग करें।
      2. इसके अलावा परीक्षण करने के लिए एक एकल बहुलक के दोहराया अलावा flocculation सुधार कर सकते हैं कि क्या इस दृष्टिकोण का उपयोग करें। एक flocculant की धीमी अलावा अनुकरण करने के लिए एक stepwise इसके प्रयोग करें, जैसे चार चरणों, प्रत्येक जोड़ने 0.25 मिलीलीटर 80 ग्राम एक 20 मिलीलीटर की मात्रा अधिक 4 मिनट के लिए एल -1 flocculant स्टॉक के साथ flocculant के अलावा नकल कर सकते हैं0.25 मिलीलीटर मिनट -1 के प्रवाह की दर।
      3. सभी मामलों में, नमूना मात्रा के लिए, यहां अभी भी 22 मिलीलीटर सभी flocculants की अधिकतम मात्रा में जोड़कर इस स्थापना के लिए एक नया अधिकतम अंतिम नमूना मात्रा की पहचान है, और मात्रा समायोजन के लिए flocculant शेयर समाधान और buffers की आवश्यक मात्रा पुनर्गणना यदि आवश्यक है।
  3. बार, डो में परिभाषित आम तौर पर 3-30 मिनट के लिए नमूने सेते हैं, floc गठन की अनुमति है। यकीन है कि अन्य सभी ऊष्मायन स्थिति बनाने, जैसे तापमान, डो के अनुसार सेट कर रहे हैं।
  4. का निरीक्षण करें और दस्तावेज़ floc गठन। Floc गठन की प्रगति रिकॉर्ड के रूप में आवश्यक है, के रूप में floc की मिमी प्रति मिनट बसे ठोस की ऊंचाई मापने के द्वारा बसने उदा। यदि आवश्यक हो, इस तरह रात भर के रूप में एक विस्तारित समय अवधि के लिए flocculation को लम्बा खींच।
  5. Flocculated निकालें फ़िल्टर।
    1. (2.3) के बाद उचित flocculated निकालने स्पष्ट करने के लिए पहले तैयार फिल्टर सामग्री का प्रयोग करेंफिल्टर सामग्री के माध्यम से और एक स्वच्छ पोत या प्रतिक्रिया ट्यूब में flocculated नमूने decanting द्वारा ऊष्मायन समय।
      1. छानने का काम पहले बसे flocs नहीं है फिर से निलंबित करने और निकालने के साथ एक 20 मिलीलीटर नमूने के लिए 3-4 सेकंड के लिए मिलीलीटर मिनट -1 फिल्टर करने के लिए, इसी ~ 300 की दर से लागू होते हैं।
      2. यदि एक अलग सामग्री कण प्रतिधारण के मामले में अंतिम प्रक्रिया की तुलना में पीठ टॉप प्रयोगों में इस्तेमाल किया जाता है निस्पंदन कदम के प्रदर्शन की पुष्टि करें, दोनों प्रकार नमूना 11 में कण आकार के वितरण को मापने के द्वारा जैसे।
    2. मैलापन और / या आवश्यक का उपयोग कर उचित उपकरणों के रूप में कण आकार के वितरण, जैसे एक turbidimeter के मामले में छानना का विश्लेषण।
    3. वैकल्पिक: बढ़ाया ऊष्मायन समय के बाद विश्लेषण दोहराने, जैसे 12-24 मानव संसाधन, गठन या अस्थिर flocs के सुधार की खोजबीन की।
  6. पीआर की शर्तें में नमूनों का विश्लेषणई-परिभाषित प्रतिक्रियाओं (1.1.3)।
    1. Filtrates से नमूने ले लो और उन्हें अतिरिक्त प्रतिक्रिया मापदंडों के लिए विश्लेषण अलग लक्ष्य प्रोटीन या मूल्यवान उत्पादों की सांद्रता जैसे।
    2. वैकल्पिक: एक ही मापदंड के लिए retentate (ज्यादातर ठोस) का विश्लेषण प्रक्रिया की बड़े पैमाने पर संतुलन बंद हुआ। विशेष रूप से, ठोस बड़े पैमाने पर शेष के बाद नमूनों इलाज कर रहे हैं या flocculant के साथ इलाज नहीं की तुलना द्वारा तरल वसूली पर flocculants के प्रभाव यों।
  7. डेटा की गुणवत्ता की पुष्टि करें और डो सॉफ्टवेयर के लिए परिणाम हस्तांतरण।
    1. एकत्र प्रतिक्रिया डेटा में चरम मानों, जैसे अप्रत्याशित रूप से उच्च मूल्यों के लिए देखो।
    2. सुनिश्चित करें कि सभी प्रतिक्रिया डेटा सही ढंग से उनके इसी प्रयोगात्मक शर्तों के साथ जुड़ रहे हैं।
    3. डो सॉफ्टवेयर में परिणाम स्थानांतरण और यकीन है कि मानक और बेतरतीब रन के आदेश को मिलाया नहीं कर रहे हैं।

4. मूल्यांकनडो

  1. डो सॉफ्टवेयर की निर्मित में डेटा विश्लेषण उपकरणों का प्रयोग के रूप में पहले 20 में वर्णित एक भविष्य कहनेवाला मॉडल विकसित करने के लिए।
    1. एक उचित डेटा परिवर्तन मोड का चयन करें, तो मॉडल के निर्माण की सुविधा के लिए आवश्यक है, यहाँ 10 लॉग ऑन करें। एक अनुपात से बड़ा 10 सबसे बड़े बनाम छोटी से छोटी प्रतिक्रिया मूल्य के लिए इंगित करता है कि एक डेटा परिवर्तन आवश्यक हो सकता है। , सबसे उपयुक्त परिवर्तन उचित सांख्यिकीय उपकरण का उपयोग की पहचान एक बॉक्स कॉक्स भूखंड 35 जैसे।
    2. एक बेस मॉडल है कि (i) चयनित डो (1.2) के लिए फिट बैठता है और (ii) विचरण (एनोवा) के विश्लेषण के आधार पर जांच के तहत प्रणाली के बारे में पिछले ज्ञान डो सॉफ्टवेयर के उपकरण, जैसे एक दूसरे क्रम बहुपद के साथ सहमत हैं चुना अक्सर एक पहले के आदेश बहुपद से ऊष्मायन समय की मनाया प्रभाव के लिए बेहतर फिट बैठता है।
    3. , उन्हें चयन रद्द द्वारा iteratively तुच्छ मॉडल कारकों, जैसे p> 0.05, या कारक बातचीत हटायेreby मॉडल जटिलता को कम करने और अपने भविष्य कहनेवाला शक्ति बढ़ रही है।
    4. आर 2, समायोजित आर 2 की तुलना द्वारा मॉडल गुणवत्ता की पुष्टि और studentized बच के सामान्य संभावना साजिश के साथ-साथ 2 आर भविष्यवाणी की, बच-बनाम-भागो, भविष्यवाणी बनाम वास्तविक और बॉक्स कॉक्स 36 भूखंडों। सभी आर 2 मूल्यों एक 0.2 सीमा के भीतर होना चाहिए।
    5. सुनिश्चित करें कि अंतिम मॉडल भौतिकी और ऊष्मा, जैसे की मूल मान्यताओं का कोई नकारात्मक सांद्रता भविष्यवाणी कर रहे हैं के साथ सहमत हैं बनाओ।
  2. स्थिति है कि जांच के तहत प्रणाली, यहाँ एक कम मैलापन के लिए सबसे अनुकूल हैं भविष्यवाणी करने के लिए मॉडल का प्रयोग करें।
    1. सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं और उनके पसंदीदा राज्यों का चयन करें, कम से कम मैलापन उदा। एक वांछनीयता समारोह या इसी तरह के उपकरण है, जो निर्मित में कई डो सॉफ्टवेयर पैकेज 36 की विशेषताएं हैं अधिकतम द्वारा इन चुनावों का मिश्रण।
    2. इरादा आवेदन ओ पर निर्भर करता हैमॉडल च, का चयन पुष्टि अगर स्थिति सबसे अनुकूल होने की भविष्यवाणी की उन का पालन-अप प्रयोगों के रूप में चयन प्रारंभिक डो का हिस्सा नहीं थे इष्टतम स्थितियों और / या सामान्य, जैसे मॉडल की भविष्यवाणी करने की शक्ति को सत्यापित करने के लिए चलाता है।

5. मॉडल में सुधार और भविष्य कहनेवाला शक्ति सत्यापित करें

  1. सबसे वांछित आपरेशन की स्थिति के लिए प्रारंभिक डिजाइन अंतरिक्ष नीचे संकीर्ण, 0-1,000 Nephelometric मैलापन इकाइयों (एनटीयू) रेंज में जैसे कम मैलापन, मॉडल भविष्यवाणियों (4.2) पर आधारित है।
  2. एक नए डो इन सीमाओं में स्थापित, केवल उन कारकों है कि महत्वपूर्ण या प्रासंगिक के रूप में पहचान की गई है सहित (4.1.2))।
    नोट: एक कारक मॉडल विश्लेषण लेकिन एक प्रक्रिया के लिए अप्रासंगिक के संदर्भ में महत्वपूर्ण हो सकता है, यानी एक प्रतिक्रिया पर उसके प्रभाव <1% अन्य कारकों की तुलना में है।
  3. दोहराएँ कदम 1-5.2 तक मॉडल भविष्यवाणियों की गुणवत्ता requiremen मैचटीएस, जैसे मॉडल के मानक विचलन के रूप में सॉफ्टवेयर ने संकेत दिया इरादा आवेदन के लिए पर्याप्त है। प्रयोगात्मक रणनीति को संशोधित अगर इन पुनरावृत्तियों के लिए आवश्यक है, जैसे शोधन में केवल एक flocculant का उपयोग करें।
  4. स्थानांतरण और पायलट पैमाने या अंतिम पैमाने पर उत्पादन के लिए बड़े पैमाने नीचे मॉडल से परिणाम की पुष्टि करें।

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Representative Results

विभिन्न पॉलिमर के साथ तंबाकू निकालने की flocculation

ऊपर वर्णित विधि सफलतापूर्वक एक मोनोक्लोनल एंटीबॉडी (एचआईवी एंटीबॉडी को निष्क्रिय करने 2G12) और एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन (DsRed) (चित्रा 1) 16 के निर्माण के दौरान तंबाकू के अर्क के flocculation के लिए एक प्रक्रिया विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, और तब से स्थानांतरित किया गया है lectins, मलेरिया वैक्सीन उम्मीदवारों और संलयन प्रोटीन (अप्रकाशित डेटा) सहित अन्य प्रोटीन के लिए। आमतौर पर, flocculants के आवेदन ~ 6000 एनटीयू (10,000 एनटीयू निकासी के बाद) के लिए ~ 1000 एनटीयू से बैग फ़िल्टर संयंत्र निकालने का मैलापन कम हो। एक प्रारंभिक जांच प्रयोग में, 91 रन चतुर्थ इष्टतम डिजाइन तीन अलग-अलग सांद्रता में 18 विभिन्न पॉलिमर परीक्षण करने के लिए (क्योंकि इस पहलू flocculation दक्षता 13,27 को प्रभावित करता है) का इस्तेमाल किया गया था और एक ~ 12 घंटा ऊष्मायन perio खत्म flocculation मनायाडी (चित्रा 2A और बी)। लंबी ऊष्मायन अवधि flocculation प्रक्रिया के लिए सार्थक समय फ्रेम की पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है। 4-8 के अलावा पीएच मान विशिष्ट लक्ष्य प्रोटीन 13,25,27,37 के गुणों के कारण है क्योंकि ये भविष्य की प्रक्रिया में प्रासंगिक हो सकता है परीक्षण किया गया। 18 का परीक्षण किया पॉलिमर के बीच, छह 25 एमएस सेमी -1 की एक चालकता के साथ ठेठ अर्क में बैग छानने के बाद निकालने गंदगी को कम करने के लिए पाए गए।

मॉडल इस तरह के 15-45 एमएस में चालकता के रूप में अतिरिक्त प्रक्रिया के मानकों, सहित दो पुनरावृत्तियों में सभी अप्रभावी पॉलिमर को छोड़कर और फिर से परिष्कृत किया गया सेमी -1 रेंज, 5-75 मिनट और 4-30 डिग्री सेल्सियस के तापमान की एक ऊष्मायन समय, प्रक्रिया की स्थिति की एक व्यापक श्रृंखला के लिए उपयुक्त मॉडल उत्पन्न करने के लिए। मॉडल की भविष्यवाणी करने की शक्ति प्रत्येक यात्रा के बाद वृद्धि हुई है, एक अत्यंत विश्वसनीय मॉडल (चित्रा 3 ए) में जिसके परिणामस्वरूप। >

चार पुनरावृत्तियों के बाद, अत्यधिक चार्ज cationic और branched बहुलक पी तंबाकू के अर्क में बिखरे कणों के एकत्रीकरण के लिए सबसे कारगर हो पाया था। हालांकि, इस बहुलक की क्षमता बढ़ती निकालने चालकता के साथ मना कर दिया। गुण अणु के आकार, प्रभारी, संरचना (शाखाओं या रैखिक), चार्ज घनत्व और अमाइन प्रतिस्थापन की डिग्री (प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक या चतुर्धातुक) सबसे बड़ा प्रभाव पड़ा एक हरिणी में कारकों और पिछले दो मापदंडों के रूप में परीक्षण किया गया। विवरण कहीं और 16 सूचित किया गया है। डो परिणामों से बहुलक संपत्तियों की इस ज्ञान के आधार पर, पांच अन्य पॉलिमर पी के समान आणविक विशेषताओं (चार्ज घनत्व> MEQ जी -1 और चतुर्धातुक अमाइन) के साथ चयन किया गया था। इन पांच पॉलिमर के एक उच्च चालकता (चित्रा 3 बी) 11 पर अधिक से अधिक flocculation दक्षता का प्रदर्शन किया।

NT। "fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> डो दृष्टिकोण के भाग के रूप में, यह पुष्टि की गई है कि Peis से कोई भी परीक्षण किया शर्तों के किसी भी उत्पाद के तहत वसूली प्रभावित दरअसल गहराई फिल्टर की क्षमता बाद में करने के लिए इस्तेमाल किया शेष छितरी ठोस 3.2-5.7 का एक पहलू की वृद्धि हुई ~ 110 एल एम हटाने, पहुँचने -2 फिल्टर प्रकार पर निर्भर करता है। इन परिणामों के अलावा, एक 100 एल पायलट पैमाने प्रक्रिया में पुष्टि की गई है जिसके लिए flocculants के आवेदन स्पष्टीकरण के लिए कम में > 50% से संबंधित उत्पादन लागत और ~ 20% तक कुल उत्पादन लागत।

चित्र 2
चित्रा 2: विविध प्रक्रिया परिस्थितियों में अलग अलग flocculants की क्षमता (ए)। सीधे flocculation और बैग छानने के बाद निकालें नमूने अभी भी परेशान दिखाई दे सकता है। (बी) के कई घंटे के लिए निपटाने के बाद, का मैलापनएक ही नमूने काफी कम किया जा सकता है। हालांकि, छानने के बाद तुरंत प्राप्त मैलापन मूल्यों क्योंकि बढ़ाया पकड़ बार बड़े पैमाने पर विनिर्माण प्रक्रियाओं में संभव नहीं हो सकता अक्सर बेहतर कर रहे हैं। (सी) Flocculation जब एक ब्लेंडर के रूप में 50 मिलीलीटर ट्यूबों के तल पर स्पष्ट लाल तरल ने संकेत के बजाय एक पेंच प्रेस के साथ उत्पन्न पौधों के अर्क के लिए लागू भी प्रभावी है (लाल रंग फ्लोरोसेंट प्रोटीन DsRed की उपस्थिति के कारण है )। (डी) विभिन्न flocculants के मिश्रण भी flocculation पैदा कर सकते हैं।

चित्र तीन
चित्रा 3:। एक हरिणी दृष्टिकोण का उपयोग कर flocculation मॉडलिंग (ए) मॉडल भविष्यवाणियों मॉडल में पॉलिमर की संख्या में वृद्धि हुई की सटीकता प्रारंभिक जांच से कम हो गया था, भले ही प्रक्रिया के मानकों की संख्या में वृद्धि हुई टी से शोधन करने के लिएसे पांच wo। (बी) (दूसरे के लिए एक पी से यहाँ) बहुलक प्रकार स्विचिंग प्रक्रिया के मानकों में बदलाव (यहां चालकता) का एक परिणाम के रूप में कुशल कण flocculation और इसी कम छानना मैलापन गैर इलाज नियंत्रण निकालने (ठोस लाल रेखा) की तुलना में रखता है। ए और बी में त्रुटि सलाखों मॉडल भविष्यवाणियों के मानक विचलन का संकेत मिलता है। धराशायी लाल लाइनों गैर इलाज निकालने (एन = 10) के मानक विचलन का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

तंबाकू की flocculation एक पेंच प्रेस के साथ तैयार अर्क

flocculation परिणाम भी एक पेंच प्रेस, जो मिमी आकार सीमा है, लेकिन अधिक में कम बिखरे कणों उत्पन्न साथ तैयार किया उन लोगों के लिए एक homogenizer के साथ तैयार तंबाकू के अर्क से स्थानांतरित कर दिया गयामाइक्रोन आकार सीमा में कणों। एक 29 रन चतुर्थ इष्टतम डिजाइन में, यह दिखाया गया था कि पी भी एक इसी तरह की एकाग्रता रेंज में निकालने के इस प्रकार के और लक्ष्य प्रोटीन की वसूली प्रभावित नहीं है (चित्रा -2) है कि प्रभावी है। इससे पता चलता है कि (I) flocculation शर्तों फीड स्टॉक का एक प्रकार के लिए पहचान की कुछ हद तक अन्य फीड स्टॉक करने के लिए स्थानांतरित करने के लिए हो सकता है, विकास की प्रक्रिया के दौरान समय की बचत, और (ii) कि डो रणनीति न केवल इस बदले जाने की पुष्टि करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है अलग-अलग प्रक्रिया की स्थिति बल्कि पूरे डिजाइन अंतरिक्ष से अधिक है।

flocculant मिश्रण के साथ flocculation प्रयोगों

Flocculants के युग्म कणों 12 के बीच और अधिक बढ़ाया ब्रिजिंग के कारण ही पॉलिमर, जैसे की तुलना में अधिक प्रभावी हो सकता है। इसलिए, विधि ऊपर दो पॉलिमर के अलावा (समायोजित करने के लिए अनुकूलित किया गया था वर्णित3.2) 26। तीन गैर सिंथेटिक पॉलिमर एक दूसरे के साथ संयोजन में अकेले परीक्षण किया है, या पी के साथ संयुक्त कर रहे थे। तंबाकू के अर्क का सबसे कुशल flocculation अकेले पी के साथ हासिल की थी, लेकिन पी और chitosan या polyphosphates का एक संयोजन पी की एकाग्रता की आवश्यकता को कम कर सकते हैं। इसके अलावा, डो दृष्टिकोण हमें जब पी के साथ (या chitosan और polyphosphates के बिना) को छोड़ते हुए, इस प्रकार प्रक्रियाओं जहां पी लक्ष्य प्रोटीन के साथ असंगत है, वर्षा के कारण जैसे इष्टतम flocculation शर्तों को परिभाषित करने में मदद करने के लिए सबसे प्रभावी बहुलक संयोजन की पहचान करने की अनुमति के रूप में βglucuronidase 24,25 के लिए सूचना दी। इसके अलावा, डो एक जटिल डिजाइन अंतरिक्ष जिसके लिए कोई यंत्रवत मॉडल उपलब्ध था (चित्रा 2 डी) को चिह्नित करने में सक्षम था। डो सॉफ्टवेयर के एनोवा उपकरण का उपयोग यह संभव था विश्वसनीय भविष्य कहनेवाला मॉडल और खराब मूल्यांकन समकक्षों (चित्रा 4) के बीच भेद करने के लिए।

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Discussion

सबसे महत्वपूर्ण पहलू पर विचार करने के लिए जब एक हरिणी की स्थापना के कण flocculation को चिह्नित करने के लिए है कि डिजाइन सिद्धांत रूप में पता लगाने और प्रत्याशित या संभावित प्रभावों 36,38, जैसे पीएच, बहुलक प्रकार और बहुलक एकाग्रता 16 के प्रभाव का वर्णन करने में सक्षम होना चाहिए। इसलिए, यह वास्तविक प्रयोगों शुरू करने से पहले डिजाइन अंतरिक्ष (एफडी) के अंश का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है। एफडी बहुआयामी प्रयोगात्मक अंतरिक्ष के भीतर जो यह ज्ञात परिवर्तनशीलता की एक प्रणाली को देखते हुए, जैसे 250 का मैलापन में एक अंतर का पता लगाने के दो प्रयोगात्मक परिणामों के बीच पूर्व निर्धारित मतभेद का पता लगाने के लिए संभव है (डिजाइन कारकों, जैसे पीएच द्वारा कवर) का अंश है एनटीयू 125 एनटीयू की परिवर्तनशीलता दिया। एफडी अतिरिक्त रन के साथ डिजाइन में बढ़ोतरी करके बढ़ाया जा सकता है और इस प्रक्रिया नियंत्रण 36 मार्गदर्शन करने के उद्देश्य से डिजाइन के लिए ≥0.95 किया जाना चाहिए। इसके अलावा, रनों की संख्या की अनुमति नहीं देता है, तो टीवह पूरे प्रयोग एक ही दिन में बाहर ले जाया गया, ब्लॉक डो में पूर्व परिभाषित किया जाना चाहिए के लिए खाते में बैच को बैच और दिन-प्रतिदिन की परिवर्तनशीलता। जब संयंत्र सामग्री के साथ काम कर रहा है, संदर्भ के शामिल किए जाने के लिए प्रत्येक ब्लॉक में चलाता है (जैसे गैर इलाज नियंत्रण) कई चलाता है प्रत्येक उनके इसी संदर्भ रन के लिए सामान्यीकृत से डेटा की तुलना की अनुमति परिवर्तनशीलता के लिए क्षतिपूर्ति करने में मदद करता है। इस संदर्भ में, डो में दोहराने रनों की संख्या को बढ़ाने के लिए भी उपयोगी है।

जब पॉलिमर की बड़ी संख्या को जांच कर रहे हैं, यह flocculants, जैसे चार्ज घनत्व और आणविक जन के व्यक्तिगत गुण का उपयोग करने की सलाह दी जाती है के रूप में असतत संख्यात्मक बजाय कारकों पॉलिमर खुद के रूप में स्पष्ट कारकों। यह प्रयोगों की संख्या कम कर देता है क्योंकि प्रयोगात्मक डिजाइन अक्सर, स्पष्ट कारकों के लिए दोहराया जाएगा, जबकि संख्यात्मक कारकों के अतिरिक्त स्तर केवल अतिरिक्त रन की एक छोटी संख्या की आवश्यकता की जरूरत है। जानकारी चोरप्रयोग के तम्बू भी बढ़ जाती है और बहुलक गुण, उदाहरण के लिए एक उच्च घनत्व प्रभारी के रूप में यहाँ वर्णित प्रयोगों में पाया गया कि flocculation में सुधार की पहचान के लिए अनुमति देता है। सीसीडी और RSM प्रयोगात्मक डिजाइन उच्च भविष्यवाणी करने की शक्ति के साथ मॉडल स्थापित करने के लिए, मजबूत प्रसंस्करण की स्थिति की पहचान (जैसे मार्गदर्शन करने के लिए प्रक्रिया नियंत्रण) की अनुमति उपयोगी होते हैं और आम तौर पर स्क्रीनिंग डिजाइन पालन करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। 400 से अधिक अलग-अलग प्रयोगों के साथ डो में जांच के परिणाम के तहत कारकों और कारकों स्तरों की संख्या, यह कारक स्तरों की संख्या को कम करने या अन्य डिजाइन प्रकार के लिए स्विच करने के लिए उचित हो सकता है क्योंकि नमूना की संख्या है कि आसानी से तकनीक के साथ संभाला जा सकता है यहाँ प्रस्तुत ~ 100 प्रति दिन तक सीमित है।

देखने का एक प्रयोगात्मक बिंदु से, पॉलिमर, चयनित प्रयोगात्मक परिस्थितियों में स्थिर रहने जैसे वे कम पीएच पर depolymerize नहीं करना चाहिए। flocculant के सावधान तैयारीएकाग्रता के मामले में शेयरों में भी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम और उच्च गुणवत्ता वाले मॉडल प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। इस संदर्भ में, flocculant pretreated किया जाना है, जैसे काइटिन के लिए बार या पीएच समायोजन सूजन, पूरा solubilization सुनिश्चित करने के लिए एक सजातीय समाधान प्राप्त करने के लिए आवश्यकता हो सकती है, और इस तरह। अत्यधिक चिपचिपा शेयरों क्योंकि यह जब निकालने के लिए बहुलक स्थानांतरित कर सकते हैं pipetting त्रुटियों के कारण बचा जाना चाहिए। कई पॉलिमर एक मजबूत बफरिंग प्रभाव हो सकता है और शेयरों चरम पीएच मान है, जैसे पीएच ~ 8% के लिए 9.5 [W / V] पी। यदि शेयरों पूर्व समायोजित नहीं कर रहे इस निकालने के पीएच को प्रभावित कर सकते हैं और प्रयोगात्मक परिणामों विकृत करेंगे। उदाहरण के लिए, यदि flocculation उच्च पीएच और एक गैर पीएच पी शेयर समायोजित करने में ज्यादा प्रभावी है प्रयोग किया जाता है तो एक हरिणी का सुझाव हो सकता है कि उच्च सांद्रता पी अधिक प्रभावी हैं। हालांकि, इस आशय उच्च शेयर की बड़ी मात्रा को जोड़ा गया था की वजह से पीएच की वजह से हो जाएगा, बढ़ बहुलक एकाग्रता पीई द्वारा नहींआर एसई। शेयर सांद्रता भी तराजू कि कण एकाग्रता और इस तरह flocculation को प्रभावित कर सकते हैं के बीच कमजोर पड़ने प्रभाव अलग से बचने के लिए बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में इस्तेमाल उन लोगों के समान होना चाहिए इस्तेमाल किया। इस तरह के चीनी मिट्टी के रूप में कुछ मिट्टी आधारित flocculants ठीक कणों को खुद की एक बड़ी संख्या है जो flocculation प्रभाव मुखौटा कर सकते हैं, प्रारंभिक छानने के बाद जैसे मैलापन कमी होते हैं, और अन्य प्रतिक्रियाओं इन पदार्थों की दक्षता, जैसे नीचे की ओर फिल्टर क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए चयनित किया जाना चाहिए।

डेटा विश्लेषण के लिए यह चरम मानों, misalignments और सामान्य स्थिरता, जैसे चरम मानों एक कॉपी-पेस्ट त्रुटि, दशमलव स्थान में बदलाव या उपकरण / विश्लेषणात्मक उपकरणों की खराबी का संकेत कर सकते करने के मामले में एकत्र परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक गहन विश्लेषण से यह सुनिश्चित होगा कि केवल उच्च गुणवत्ता वाले डाटा मॉडल के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। मॉडल के निर्माण के दौरान यह महत्वपूर्ण है लगातार वें आकलन करने के लिएई डो सॉफ्टवेयर द्वारा प्रदान की गुणवत्ता के संकेतकों की व्यापक सेट। सबसे बुनियादी मानदंडों आर 2, समायोजित आर 2 और आर 2 मूल्यों, लेकिन सामान्य बच, बच बनाम रन और वास्तविक बनाम भविष्यवाणी भूखंडों (चित्रा 4) क्योंकि वे में प्रत्येक रन के बारे में जानकारी उपलब्ध कराने के लिए और भी अधिक महत्वपूर्ण हैं भविष्यवाणी एक प्रयोग के बजाय एक योग पैरामीटर। इसके अलावा, अंतिम मॉडल का जुटना और flocculation के ज्ञात तंत्र के साथ अपनी भविष्यवाणियों हमेशा जांच की जानी चाहिए। भविष्यवाणियों और वैज्ञानिक उम्मीदों के बीच प्रमुख विसंगतियों को हो सकती है क्योंकि डो मॉडल केवल वर्णनात्मक बजाय यंत्रवत हैं, जैसे मॉडल एक डिजाइन अंतरिक्ष बहुपद फिटिंग एल्गोरिदम के उपयोग को दर्शाती के किनारों पर चरम मूल्यों की भविष्यवाणी कर सकता है।

चित्रा 4
चित्रा 4:। डो मॉडल की गुणवत्ता संकेतक कोईstudentized बच rmal भूखंड केवल मामूली विचलन (हरी तीर) उच्च गुणवत्ता वाले मॉडल के लिए स्वीकार्य के साथ के रूप में बारीकी से संभव (ए) के रूप में एक सीधी रेखा के समान होना चाहिए। एक घुमावदार उपस्थिति (सी) आदर्श लाइन (लाल) से मजबूत विचलन (लाल तीर) के साथ की वजह से महत्वपूर्ण कारकों गायब करने के लिए एक गरीब मॉडल, जैसे इंगित करता है। अंत में, भविष्यवाणी की है और प्रयोगात्मक (वास्तविक) मूल्यों (बी) के मैच और फिर एक सीधी रेखा का पालन करना चाहिए। आदर्श लाइन (लाल वृत्त और धराशायी लाइन) से विचलन गरीब मॉडल भविष्यवाणियों (डी) से संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

डो दृष्टिकोण इस तरह के पौधों के अर्क के रूप में जटिल फीड स्टॉक में flocculation को चिह्नित करने में मदद कर सकते हैं, भले ही वहाँ कोई मौजूदा डेटा रहे हैं। तंबाकू के अर्क के flocculation 2 हम में से एक काम के बोझ के साथ अनुकूलित किया गया थाई.के.एस. और ~ € 500 का उपभोग्य लागत। इस गहराई एक भी पायलट पैमाने बैच 60% है, जो उपभोग्य लागत में इसी कमी हासिल करके शामिल संयंत्र निकालने की ~ 800 एल के लिए आवश्यक फिल्टर की संख्या कम हो।

flocculants भी विभिन्न पौधों के अर्क के लिए और सेल संस्कृति homogenates के लिए लागू किया गया था। हालांकि एक ही flocculant इन फीड स्टॉक के सभी के लिए प्रभावी था, बहुलक एकाग्रता आदेश छितरी हुई कणों के विभिन्न सांद्रता को समायोजित करने में समायोजित किया जा सकता था। इसके अतिरिक्त, एक बार एक प्रभावी बहुलक पहचान की गई है, छानने का काम और / या centrifugation कदम अलग कण आकार के वितरण 11 मैच के लिए समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है।

विधि यहाँ वर्णित आसानी से अन्य फीड स्टॉक करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और इसलिए भी वैज्ञानिकों और इंजीनियरों स्तनधारी सेल संस्कृतियों और खाना / चारा उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए स्पष्टीकरण रणनीति विकसित करने के लिए प्रासंगिक है। Especially संयंत्र आधारित प्रक्रियाओं मध्यवर्ती नमूना संस्करणों से लाभ होगा यहाँ का सुझाव दिया पोत व्यास अनुपात करने के लिए एक कण व्यास के कारण क्योंकि पौधों के अर्क व्यास में 1 मिमी जो microplate प्रारूपों 21, उदाहरण के साथ असंगत हैं क्योंकि मिश्रण गतिशीलता अलग करने के लिए ऊपर कणों शामिल कर सकते हैं कि प्रक्रिया पैमाने के प्रतिनिधि नहीं है।

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Disclosures

लेखक ब्याज की कोई संघर्ष का खुलासा किया है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2100P Portable Turbidimeter Hach 4650000 Turbidimeter
2G12 antibody Polymun AB002 Reference antibody
Biacore T200 GE Healthcare 28-9750-01 SPR device
BP-410 Furh 2632410001 Bag filter
Catiofast VSH BASF 79002360 Flocculating agent
Centrifuge 5415D Eppendorf 5424 000.410 Centrifuge
Centrifuge tube 15 ml Labomedic 2017106 Reaction tube
Centrifuge tube 50 ml self-standing Labomedic 1110504 Reaction tube
Chitosan Carl Roth GmbH 5375.1 Flocculating agent
Design-Expert(R) 8 Stat-Ease, Inc. n.a. DoE software
Disodium phosphate Carl Roth GmbH  4984.3  Media component
Ferty 2 Mega Kammlott 5.220072 Fertilizer
Forma -86C ULT freezer ThermoFisher 88400 Freezer
Greenhouse n.a. n.a. For plant cultivation
Grodan Rockwool Cubes 10 x 10 cm Grodan 102446 Rockwool block
HEPES Carl Roth GmbH 9105.3 Media component
K700P 60D Pall 5302305 Depth filter layer
KS50P 60D Pall B12486 Depth filter layer
Miracloth Labomedic 475855-1R Filter cloth
MultiLine Multi 3410 IDS WTW WTW_2020 pH meter / conductivity meter
Osram cool white 36 W Osram 4930440 Light source
Phytotron Ilka Zell n.a. For plant cultivation
Polymin P BASF 79002360 Flocculating agent
POLYTRON PT 6100 D Kinematica 11010110 Homogenization device with custom blade tool
Protein A Life technologies 10-1006 Antibody binding protein
Sodium chloride Carl Roth GmbH P029.2 Media component
Synergy HT BioTek SIAFRT Fluorescence plate reader
TRIS Carl Roth GmbH 4855.3 Media component
Tween-20 Carl Roth GmbH 9127.3 Media component
VelaPad 60 Pall VP60G03KNH4 Filter housing
Zetasizer Nano ZS Malvern ZEN3600 DLS particle size distribution measurement

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References

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प्लांट बायोलॉजी अंक 110 उपभोज्य लागत में कमी प्रयोगों (डीओई) डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण flocculation के डिजाइन संयंत्र निकालने स्पष्टीकरण संयंत्र व्युत्पन्न फार्मास्यूटिकल्स
प्रक्रिया पौधों के अर्क से बिखरे कणों को हटाने के लिए flocculants की दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए
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Buyel, J. F. Procedure to Evaluate… More

Buyel, J. F. Procedure to Evaluate the Efficiency of Flocculants for the Removal of Dispersed Particles from Plant Extracts. J. Vis. Exp. (110), e53940, doi:10.3791/53940 (2016).

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