A user-friendly, low-cost turbidostat with versatile growth rate estimation based on an extended Kalman filter.
A user-friendly, low-cost turbidostat with versatile growth rate estimation based on an extended Kalman filter.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0181923
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Arndt KM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hoffmann SA;Wohltat C;Müller KM;Arndt KM
对于各种实验应用，以规定的恒定密度进行微生物培养比简单的分批培养具有更大的优势。然而，由于成本高昂，以自由定义的密度进行连续培养的设备的使用仍然有限。我们开发了一种用于研究目的的小型恒流器，它由廉价的组件和 3D 打印零件制成。高度的空间系统集成和图形用户界面提供了用户友好的可操作性。使用的光密度反馈控制允许在各种密度下进行恒定的连续培养，并且无需额外的参数化即可改变培养体积和稀释率。此外，还实现了在线增长率估计的递归算法。所采用的卡尔曼滤波方法基于非常通用的状态模型，保留了所用控制类型的灵活性，并且可以轻松适应其他生物反应器设计。在几分钟之内，它就可以收敛到稳健、准确的增长率估计值。这对于定向进化实验或代谢挑战研究特别有用，因为它允许直接监测种群适应性。
For various experimental applications, microbial cultures at defined, constant densities are highly advantageous over simple batch cultures. Due to high costs, however, devices for continuous culture at freely defined densities still experience limited use. We have developed a small-scale turbidostat for research purposes, which is manufactured from inexpensive components and 3D printed parts. A high degree of spatial system integration and a graphical user interface provide user-friendly operability. The used optical density feedback control allows for constant continuous culture at a wide range of densities and offers to vary culture volume and dilution rates without additional parametrization. Further, a recursive algorithm for on-line growth rate estimation has been implemented. The employed Kalman filtering approach based on a very general state model retains the flexibility of the used control type and can be easily adapted to other bioreactor designs. Within several minutes it can converge to robust, accurate growth rate estimates. This is particularly useful for directed evolution experiments or studies on metabolic challenges, as it allows direct monitoring of the population fitness.
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影响因子：
30.8
作者：
Toprak, Erdal;Veres, Adrian;Michel, Jean-Baptiste;Chait, Remy;Hartl, Daniel L.;Kishony, Roy
通讯作者：
Kishony, Roy
小体积，低成本和多功能的连续培养装置。
影响因子：
3.7
作者：
Matteau D;Baby V;Pelletier S;Rodrigue S
通讯作者：
Rodrigue S
影响因子：
3.2
作者：
Avrahami-Moyal L;Engelberg D;Wenger JW;Sherlock G;Braun S
通讯作者：
Braun S
影响因子：
4.4
作者：
Gresham D;Dunham MJ
通讯作者：
Dunham MJ
DOI：
10.1007/bf00290644
发表时间：
1991-11-01
期刊：
MOLECULAR & GENERAL GENETICS
影响因子：
--
作者：
OZAKI, M;WADA, A;ISHIHAMA, A
通讯作者：
ISHIHAMA, A