增加摇瓶中生物量的5种方法


低生物量水平可归因于:

  • 氧气限制
  • 营养缺乏
  • 耕种中断和重复处理

这篇文章介绍了各种方法,可以通过减轻生长和生产力低下的原因来增加摇瓶中产生的生物量。个别实验可能仅使用其中一些解决方案,但是,下面介绍了足够多的种类,以协助广泛的应用。

1.为烧瓶选择合适的摇动次数和速度

通常,生物量浓度低的原因不是您所想的克隆,而是外部因素。

对氧气传输有很大影响的两个因素,因此,生物量的增长是与振动速度结合起来的振动。

作为一般起点,25 mm始终是一个很好的选择,并且可以独立于应用程序而产生出色的结果。然而,在某些情况下,如果根据应用选择摇动投掷,将会发生关于氧转移/细胞生长的限制,并且可以获得更好的结果。

根据经验:

  • 25毫米投掷:推荐用于25毫升至2升的烧瓶
  • 抛出50毫米:建议将烧瓶容量从2 L升至5 L

微孔板和深孔板:

  • 至少以3毫米的速度摇动3毫米。800,长达1000分钟-1

适用于微生物应用的设置示例(细菌,酵母,真菌)

  • 摇动直径**大为25毫米
  • 摇动速度:120 – 400分钟-1,主要在300分钟-1左右

2.保持较低的体积以改善氧气传输

与生物反应器相比,摇瓶中的氧气转移要低得多,并且可能是摇动细菌和真菌培养物中的限制因素。典型的摇瓶将充满其工作量的20 – 25%。这是一个折衷方案,可能会严重限制氧气向培养物中的转移并延迟细胞的生长。对于仅旨在产生生物质的过程或对于某些培养物(如微需氧的或生长缓慢的生物)而言,可能就足够了。如果,怎么样

目标完全没有限制,至关重要的是确保**大的液/气界面面积,以允许培养物中的O 2和CO 2交换。

将工作量减少到摇瓶总体积的10%。这样可以在整个侧面上薄薄地涂上整个文化

f烧瓶。表面体积比的这种增加允许更高的氧气传输速率。

 

3.使用特殊的烧瓶几何形状以获得更好的结果

常规的锥形瓶的特点是侧面光滑。它是在1800年代**的,但并非专门作为培养容器。它允许均匀的混合作用,但会限制氧气的转移。其他设计的烧瓶,例如Fernbach,其挡板的作用与生物反应器中的挡板相同,从而扰乱了液体培养物的平稳流动。这样会形成湍流区域,改善了气体传输,并且烧瓶甚至可以与动物细胞培养物一起使用。

烧瓶是更专业的容器。它们具有包括挡板在内的独特设计,适用于哺乳动物,昆虫和微生物细胞。可以使用高达烧瓶大小60%的工作体积,从而提高了培养箱振荡器的生产率。为了能够从增加生物质浓度的这种替代摇瓶中受益,需要一种足够灵活且强大的摇瓶来容纳这种摇瓶。

4.提供足够的营养

仅靠改善氧的转移不足以增加细胞的生长,因为这取决于多种因素。如果例如碳源被耗尽,则无论有多少氧气可利用,细胞都不会达到更高的密度。因此,缺乏对培养基和补充剂选择的关注也会降低生物质浓度。推荐媒体组成:

  • 基材/碳源
  • 氮源
  • (其他)微量元素和维生素
  • 理想pH的缓冲液

由于底物浓度过高会抑制细胞生长,因此一开始就在培养基中放入大量底物(例如葡萄糖)不是一个好主意。结果,细胞将在某个时刻吸收了培养基中提供的所有营养,因此停止生长。可以通过在一定时间间隔内向细胞喂入培养基来防止这种情况。

喂食可以手动完成,也可以自动进行,例如使用aquila biolabs LIS(液体注射系统)。这简化了系统,并开辟了一系列补料和连续过程的可能性,而无需人工应用和种植中断。

5.**小化干扰:处理和在线生物量测量

每次打开培养箱的振动器门以接近烧瓶时,热量都会流失,并停止振动。偶尔执行此操作不会有太大区别。但是,应避免重复开门或将烧瓶取出更长的时间。这可能会破坏正常的增长曲线,从而给您的流程带来不确定性。有几种方法可以减轻这些影响:

  • 快速停止并重新启动,以**大程度减少因振动而造成的停机时间
  • 通过开门中断后快速返回到设定点
  • 自动上料
  • 在线生物量测量

单独的摇瓶无法提供在线监控信息,并且从摇瓶中收集数据需要经常从生长环境中移除。无疑,这种破坏会扭曲结果并阻碍**佳增长。人为错误不可避免地会由于分析错误或读数遗漏而引入流程中。

**后但并非**不重要的是,有关接种物的一些技巧:

任何养殖过程的产出只能与投入的产出一样好,以下任何一种都会助长不良的增长:

  • 接种前细胞处理不良
  • 克隆的**次使用或**低限度的表征

细胞系**与正确的培养基类型相匹配,并且能够在摇瓶中培养,例如无剪切限制。它**从仍处于对数生长期的预培养物中新鲜制备。这将**大程度地减少延迟时间,并为细胞提供快速生长的**佳机会。

摘要:

这篇文章提出了可以优化摇瓶中培养物生长的方法。提到的**方法是:

  • 为烧瓶选择合适的摇动和速度