Num bioprocesso em biorreator de batelada a
de oxigênio dissolvido e pH de
foram obtidos os resultados de crescimento no cultivo de células de Drosophila melanogaster manipulada através de engenharia genética para produção de um biofármaco de grande interesse comercial, conforme Tabela 2.
Tabela 2. Dados da concentração de células de Drosophila melanogaster, em função do tempo, cultivada em reator batelada
Tabela 2. Dados da concentração de células de Drosophila melanogaster, em função do tempo, cultivada em reator batelada
Tempo (dias) |
|
---|---|
0 | 0,735 |
0,688 | 1,083 |
1,021 | 1,18 |
1,730 | 2,04 |
2,042 | 2,207 |
2,736 | 3,693 |
3,055 | 4,828 |
3,708 | 6,827 |
4,042 | 9,00 |
4,708 | 13,31 |
5,042 | 14,5 |
5,722 | 18,46 |
6,042 | 19,46 |
6,719 | 22,0 |
7,031 | 25,27 |
7,708 | 27,2 |
8,031 | 26,9 |
8,729 | 27,0 |
9,055 | 27,2 |
9,719 | 27,0 |
A partir desses resultados pede-se para:
b) identifique as diferentes fases de crescimento (lag, exponencial, desaceleração, estacionária e declínio) e os respectivos intervalos de tempo.
b) identifique as diferentes fases de crescimento (lag, exponencial, desaceleração, estacionária e declínio) e os respectivos intervalos de tempo.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede. A gente tem uma tabela que mostra a concentração de células de Drosophila (em 10^6 células/mL) ao longo do tempo (em dias) num biorreator batelada. O objetivo (item b) é dividir o cultivo nas cinco fases clássicas de crescimento microbiano – fase de lag, exponencial, desaceleração, estacionária e declínio – e dizer em que intervalo de tempo cada fase ocorre.
Conteúdo envolvido: cinética de crescimento celular (curva de crescimento, fases típicas). Para resolver isso, precisamos entender como cada fase se manifesta nos dados (na variação da concentração ao longo do tempo) e identificar quando a taxa de crescimento muda de comportamento.
Conteúdo envolvido: cinética de crescimento celular (curva de crescimento, fases típicas). Para resolver isso, precisamos entender como cada fase se manifesta nos dados (na variação da concentração ao longo do tempo) e identificar quando a taxa de crescimento muda de comportamento.
Passo 2
Primeiro, a teoria por trás das fases:
- Fase de lag: as células estão “se adaptando” ao meio, há pouca ou nenhuma variação na concentração.
- Fase exponencial (log): elas já se adaptaram e crescem de forma exponencial, ou seja, a concentração cresce conforme
ondeé a taxa específica de crescimento. Num gráfico semi-log (log C vs t) isso aparece como uma reta.
3) Fase de desaceleração: a taxa de crescimento começa a cair, pois nutrientes ficam limitados e/ou produtos tóxicos se acumulam.
4) Fase estacionária: crescimento líquido zero; o número de células novas é igual ao de células que morrem. A concentração se mantém quase constante.
5) Fase de declínio: as mortes superam as divisões e a concentração cai.
Passo 3
Para ver onde está a exponencial “reta” em semi-log, vamos converter cada
em
.
Temos (apenas alguns pontos para ilustrar):
t (dias) | |
0,00 | 0,735 | –0,133
0,688 | 1,083 | +0,034
1,021 | 1,180 | +0,072
1,730 | 2,040 | +0,310
2,736 | 3,693 | +0,567
3,708 | 6,827 | +0,834
4,708 |13,310 | +1,124
5,722 |18,460 | +1,267
6,719 |22,000 | +1,342
7,708 |27,200 | +1,435
8,729 |27,000 | +1,431
9,719 |27,000 | +1,431
Temos (apenas alguns pontos para ilustrar):
t (dias) |
0,00 | 0,735 | –0,133
0,688 | 1,083 | +0,034
1,021 | 1,180 | +0,072
1,730 | 2,040 | +0,310
2,736 | 3,693 | +0,567
3,708 | 6,827 | +0,834
4,708 |13,310 | +1,124
5,722 |18,460 | +1,267
6,719 |22,000 | +1,342
7,708 |27,200 | +1,435
8,729 |27,000 | +1,431
9,719 |27,000 | +1,431
Se você plotar esses
vs tempo, vai ver:
– entre ~1 e ~7 dias, os pontos ficam quase numa reta (fase exponencial);
– antes de ~1 dia, a subida é bem mais lenta (lag);
– depois de ~7 dias, a curva “achata” (estacionária/deaceleração) e depois até dá uma pequena queda/flutuação (declínio).
– entre ~1 e ~7 dias, os pontos ficam quase numa reta (fase exponencial);
– antes de ~1 dia, a subida é bem mais lenta (lag);
– depois de ~7 dias, a curva “achata” (estacionária/deaceleração) e depois até dá uma pequena queda/flutuação (declínio).
Passo 4
Identificando visualmente esses “carimbos” na curva:
- Fase de lag: 0,00 a ~0,70 dias (crescimento bem tímido).
- Fase exponencial: ~0,70 a ~7,00 dias (reta no semi-log).
- Fase de desaceleração: ~7,00 a ~7,70 dias (queda da inclinação antes da estabilidade).
- Fase estacionária: ~7,70 a ~9,00 dias (concentração em torno de 27×10^6 células/mL).
- Fase de declínio: ~9,00 a ~9,72 dias (leve queda ou flutuação para ~27×10^6).
Resposta
Lag: 0,00–0,70 d
Exponencial: 0,70–7,00 d
Desaceleração: 7,00–7,70 d
Estacionária: 7,70–9,00 d
Declínio: 9,00–9,72 d
Exponencial: 0,70–7,00 d
Desaceleração: 7,00–7,70 d
Estacionária: 7,70–9,00 d
Declínio: 9,00–9,72 d