Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/10247
Título: Monitorização do estado metabólico de uma cultura recombinada de Escherichia Coli através de espectroscopia FTIR do caldo de cultura clarificado
Autor: Mendes, Maria José Martins
Orientador: Calado, Cecília da Cruz
Lopes, Vítor Vieira
Palavras-chave: E. Coli
Plasmídeos
Vacinas de DNA
Espectroscopia FTIR
Métodos Quimiométricos
Plasmids
DNA Vaccines
FTIR Spectroscopy
Chemometrics Methods
Data de Defesa: 2011
Resumo: O objectivo da presente tese é avaliar as vantagens da monitorização por espectroscopia de infra-vermelhos por transformada de Fourier (FTIR) do caldo da cultura clarificada de Escherichia coli recombinada produtora de um plasmídeo modelo. Para tal, obteve-se o espectro de FTIR de amostras desidratadas do caldo de cultura, previamente clarificada por centrifugação, utilizando-se um leitor de espectroscopia de FTIR de elevado débito e de microplacas transparentes à radiação de infra-vermelho. Após a avaliação de métodos de pré-processamento, nomeadamente aplicação da primeira derivada e correcção da linha de base, observou-se por Análise dos Componentes Principais, que é possível a partir do espectro FTIR das amostras, inferir as diferentes fases de crescimento e de produção de plasmídeo associadas ao consumo das várias fontes de carbono presentes (glucose, glicerol e acetato). Estas observações foram efectuadas em cinco culturas de E.coli descontínuas efectuadas com diferentes concentrações de glucose e glicerol. Foram desenvolvidos modelos de Mínimos Quadrados Parciais para estimar a concentração de cada um dos metabolitos (glucose, glicerol e de acetato), com recurso a padrões internos, amostras de regiões espectrais mais reduzidas (no intervalo de 912 a 1867cm-1) e aplicação da primeira derivada. Foi possível obter bons modelos de calibração para estimar a concentração de todos estes metabolitos, com coeficientes de correlação de 0.95 para a glucose e glicerol e de 0.90 para o acetato. Quanto ao erro quadrático médio, os melhores modelos apresentaram erros quadráticos médios de 0.3, 0.5 e 0.7 g/L para a glucose, glicerol e acetato, respectivamente. Em suma, observou-se que é possível utilizar espectroscopia FTIR para monitorizar o estado metabólico da cultura e da fase de bioprodução de plasmídeo, assim como, quantificar os metabolitos glucose, glicerol e acetato a partir do espectro de amostras clarificadas da cultura de E.coli.
The purpose of this thesis is to assess the benefits of monitoring by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) of clarified broth culture of recombinant Escherichia coli producing a plasmid template. To this end, we obtained FTIR spectrum of samples dehydrated culture medium previously clarified by centrifugation, using a reader FTIR spectroscopy of high debit and transparent microplates to infrared radiation. After the evaluation of pre-processing methods, namely base line correction and first derivative application, we could note through the Principal Component Analysis that it is possible to infer different growth phases and plasmid production, through the sample FTIR spectrum, associated with the consumption of several carbon source (glucose, glycerol and acetate). These observations were made in five discontinuous E. coli cultures in different glucose and glycerol concentrations. Partial Least Squares models were developed to estimate the concentration of each one of the metabolites (glucose, glycerol and acetate) in order to evaluate the effect of using internal patterns, reduced spectral regions and the first derivative application. It was possible to obtain good calibration models to estimate the concentration of all the metabolites, glucose and glycerol with 0.95 correlation coefficients and acetate with 0.90. As for the mean square error, the best models had mean squared error of 0.3, 0.5 and 0.7 g/L for glucose, glycerol and acetate, respectively. In summary, with the present work, we observed that FTIR spectroscopy is possible by monitoring the metabolic state of culture and the phase bioproduction plasmid, as well as to quantify the metabolites glucose, glycerol and acetate from the spectrum of the supernatant samples of the culture of E.coli.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/10247
Aparece nas colecções:R - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
FE - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations

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