Biotechnol

1
Biotechnológia

• Irányítás, szabályzás
• Bioszenzorok

2
Fermentor típusok

• Batch
• Fed batch
• Folyamatos

3
Biomassza növekedése

• Számlálás
• Mikroszkóp
• Lemezelés (CFU)
• Coulter számláló

4
Biomassza növekedése

• Számlálás
• Flow citometria
• FACS (fluorescence activated cell sorting)

5
Biomassza növekedése

• Sejttömeg
• Száraz súly
• szárítószekrényben
• Nedves súly
• centrifuga
• Turbiditás
• spektrofotométerben
• Image analízis
• CCD kamera (félvezeto chip, digitális
  fotoelektromos jelet regisztrál)
• Software illeszti a képeket

6
Biomassza növekedése

• Metabolikus aktivitás
• Fermentációs ho (pl. hutovíz)
• Elektromos paraméterek
• Elektromos vezetoképesség
• Fluoreszcencia

7
Szaporodást befolyásoló paraméterek

• Homérséklet
• mérése
• homéro
• termisztor
• pH
• mérése
• pH elektród - galvánelem

8
Szaporodást befolyásoló paraméterek

• Szabad víz
• Mechanikai hatások
• Kevero nyíró hatás
• Biofilm

9
Szaporodást befolyásoló paraméterek

• Szabad víz
• Mechanikai hatások
• Kevero nyíró hatás
• Biofilm

10
Szubsztrát, termék mérése oldatban

• HPLC (high performance liquid chromatography)
• gradiens
• pumpák
• oszlop
• méret, ioncsere, fordított fázis
• detektor
• UV-VIS, törésmutató, vezetoképesség,
  fluoreszcencia

11
Szubsztrát, termék mérése gáz fázisban

• GC (gas chromatograph)
• GC vivogáz
• oszlop
• detektor
• TCD (thermal conductivity detector)
• FID (flame ionization detector)

12
Szubsztrát, termék mérése gáz fázisban

• GC-MS (gas chromatograph mass spectrometry)
• GC vivogáz
• oszlop
• detektor MS
• Ionizáló forrás
• elektromos tér gyorsít
• mágneses tér eltérít
• ion tömeg szerint frakciók

13
Szubsztrát, termék mérése gázok

• On line gáz áramlási sebesség
• Rotaméter
• áramlási sebesség homérséklet és nyomás függo
• TMFM (thermal mass flow monitor)
• Tömegáram mérés nem függ homérséklettol és
  nyomástól

14
Szubsztrát, termék mérése gázok

• Gázösszetétel
• Kimutatás
• O2, CO2 égés, légzés
• Mérés
• GC, GC-MS
• Infravörös abszorpció
• Monoatomosra nem jó
• Mágneses szuszceptibilitás
• O2 80C alatt paramágneses felette diamágneses

15
Bioszenzorok

• Felépítés
• Biológiai érzékelo
• Jelátalakító
• Méromuszer
• Elonye
• Specifikus
• Érzékeny
• Hátránya
• Biol. komponens
• érzékeny
• Instabil
• méromuszer érzéketlen

16
Bioszenzorok

• Kanári madár
• Gyors anyagcsere
• Érzékeny a környezetre
• CH4, CO kimutatás

17
Bioszenzorok - BOI

• Biológiai oxigén igény (BOI, BOD)
• Gáznyomást mér
• Corg O2 CO2
• NaOH CO2 NaCO3 H2O
• Mikróbák fogyasztják az O2-t
• Homérséklet
• Kevertetés
• Nitrifikáció, toxikus anyagok gátolnak
• Kémiai oxigén igény (KOI, COD)
• KMnO4

18
Bioszenzorok - elektrokémia

• Glükóz kimutatás
• Gyógyászatban
• Iparban
• Glükóz oxidáz
• FAD fluoreszcencia
• Redox elektród
• H2O2 - oxidálószer

19
Bioszenzorok - Immunológia

• Human chorion gonadotropin (hCG)
• Terhességi teszt
• polipeptid hormon
• petesejt beágyazódást indít
• Ellenanyagok
• hCG ellen immobilizált, szabadon mozgó
  rögzített pozitív jel
• anti-hCG ellen negatív kontroll

20
Bioszenzorok - Immunológia

• Human chorion gonadotropin (hCG)
• Terhességi teszt
• polipeptid hormon
• petesejt beágyazódást indít
• Ellenanyagok
• immobilizált, másodlagos enzim jelölt
• hCG ellen szabadon mozgó rögzített pozitív jel
• anti-hCG ellen negatív kontroll

21
Bioszenzorok - ELISA

• Enzyme linked immunosorbent assay (ELISA)
• Általános ellenanyag kikötve
• Antigén kötodik
• Specifikus, antigén elleni ellenanyag kötodik
• Anti-antigén másodlagos ellenanyag marker
  enzimmel (HRPO, Biotin-avidin, fluoreszcens
  festék jelölt) kötodik
• Színreakció

22
Bioszenzorok - PSR

• Plazmon felületi rezonancia (PSR)
• Fémréteg két oldaláról visszavert fehér fény
• Erosíto és gyengíto rezonanciák
• Hullámhossz és görbe eltolódásából mérjük a
  makromolekulák közötti kölcsönhatást

23
Bioszenzorok - QCM

• Kvarc kristály mikromérleg (QCM)
• Piezoelektromos kvarc kristály
• Mechanikai vibrációra áramot termel
• Nagyon érzékeny a felületi lerakódásokra
• Biológiai minta kis változását méri

24
Bioszenzorok QCM

• Monoklonális ellenanyag QCM
• Antigén-antitest versengés elvén alapul
• Kis molekulákra is jó
• IgG tömege egyforma változás kvantitatív
• Kimutatási ido 1 perc

25
Bioszenzorok DNS chip

• Teljes genom expressziót vizsgál
• Hordozóra a próba ezzel hibridizál a target
• Egy dimenzió a target egyszer jelölt pl.
  radioaktívan
• Két dimenzió eltéro színu jelölések
• Expressziós mintázat
• Diagnosztikai értéku

26
Proteomikai munkafázisok
27
A vad és az fnrT mutáns (FNRTM) törzsek
fehérjéinek analízise 2D-gélelektroforézissel
BBS
FNRTM
28
(No Transcript)
29
Bioszenzor - fluoreszcencia

• Glükóz
• Glükóz a cukorköto concanavalin A fehérjéhez
  kötodik
• Fluoreszcencia kioltás, ha nincs kötodés
• Tehát ha van fluoreszcencia az arányos a glükóz
  koncentrációval

30
Bioszenzor - fluoreszcencia

• Rekombináns éleszto
• Trinitrotoluol (TNT) bontó enzim
• Zöld fluoreszkáló fehérje (GFP)
• Érzékeny antiterrorista szenzor

31
Bioszenzorok - jövo

• Biológia
• Immunológia (10-12 M) vs. Enzim (10-6 M)
• Stabilitás
• Szerves oldószerben
• Detektorok
• Kevésbé érzékeny, mint a biológia
• On line
• Méretcsökkentés