流加發(fā)酵與高密度培養(yǎng)-資料下載頁
2025-01-12 15:29本頁面
【正文】 而部分的解決。 熱量的主要來源是攪拌產(chǎn)生的機(jī)械熱和細(xì)胞代謝產(chǎn)生的熱量。 HCDC遇到的問題 溫度的影響 ? 把培養(yǎng)溫度從 37℃ 降到 26－ 30℃ ， 會(huì)降低營養(yǎng)吸收和生長(zhǎng)速度 ， 因此會(huì)減少有毒副產(chǎn)物和代謝產(chǎn)生的熱量 。 ? 降低溫度也能減少細(xì)胞對(duì)氧的需求 。 ? 降低重組細(xì)胞溫度也有可能減少包含體形式的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生 。 以上這些優(yōu)點(diǎn)說服了許多研究者使用低溫，對(duì)大腸桿菌進(jìn)行高細(xì)胞密度培養(yǎng) 。 HCDC遇到的問題 流加控制策略 有兩種主要的營養(yǎng)流加控制策略： ? 開環(huán)（無反饋）控制 ? 閉環(huán)（反饋 ）控制 ?補(bǔ)料方式是高細(xì)胞密度培養(yǎng)取得成功的關(guān)鍵因素。 ?它不僅影響最大可獲得細(xì)胞的濃度，而且影響細(xì)胞的產(chǎn)率。 ?產(chǎn)物形成會(huì)受各種補(bǔ)料策略的影響。 ?高細(xì)胞密度培養(yǎng)通常在營養(yǎng)（碳）限制的條件下進(jìn)行。 條件 預(yù)設(shè)參數(shù) 開環(huán)（無反饋）控制 流加控制策略 DO 溫度 pH 培養(yǎng)基 攪拌 壓力 流加 控制 無反饋控制的流加策略 ? 恒速流加 —— 以預(yù)先決定的 （ 恒定的 ） 速率流加營養(yǎng)物質(zhì) ， 比生長(zhǎng)速率逐漸降低 。 ? 加速流加 —— 以逐漸增加的速率流加營養(yǎng)物質(zhì) 。 可補(bǔ)償一些比生長(zhǎng)速率的降低 。 ? 指數(shù)流加 —— 以指數(shù)的速率流加營養(yǎng)物質(zhì)?？傻玫胶愣ǖ谋壬L(zhǎng)速率。 流加控制策略 條件 閉環(huán)（反饋）控制 即時(shí) DO 即時(shí) pH CER 細(xì)胞濃度 碳源濃度 反饋控制 流加控制策略 DO 溫度 pH 培養(yǎng)基 攪拌 壓力 流加 控制 間接反饋控制 ? 即時(shí) DO—— 當(dāng) DO降低時(shí)補(bǔ)加營養(yǎng)物質(zhì) 。 ? 即時(shí) pH—— 主要碳源耗盡引起 pH上升時(shí)補(bǔ)加營養(yǎng)物質(zhì) 。 ? 二氧化碳釋放率 （ CER） —— CER基本正比于碳源的消耗速度 。 這一方法最為經(jīng)常用于控制比生長(zhǎng)速率 。 ? 細(xì)胞濃度 —— 營養(yǎng)物質(zhì)流加速率由細(xì)胞濃度決定 。 反饋控制 流加控制策略 直接反饋控制 流加控制策略 底物濃度控制 —— 營養(yǎng)物質(zhì)流加速率直接由主要碳源的濃度控制 例如，使用一種在線葡萄糖分析儀控制發(fā)酵罐中的葡萄糖 。 結(jié)論 ? 很多微生物都可通過前面提到的補(bǔ)料方式進(jìn)行補(bǔ)料分批培養(yǎng)，生長(zhǎng)到高密度。 ? 現(xiàn)在，通過控制乙酸的濃度低于抑制水平，大腸桿菌可以很容易的獲得大于 100g（ DCW） L1的細(xì)胞干重。 ? 控制比生長(zhǎng)速率低于乙酸形成的臨界值的指數(shù)流加方法是相當(dāng)有用的。因?yàn)樗?jiǎn)單且不需要任何特殊裝置。 ? 在線傳感系統(tǒng)和精確的控制算法的進(jìn)步將會(huì)進(jìn)一步提高HCDC的技術(shù)水平。 展望 ? 內(nèi)部的熒光色譜、熒光活性細(xì)胞分類和流動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)以及 HCDC中的原位顯微鏡等現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)的在線聯(lián)合，將會(huì)提供更多高密度群體信息的細(xì)節(jié)。 ? 未知的調(diào)節(jié)機(jī)制和濃縮群體的細(xì)胞之間的干擾以及它們的效應(yīng)物，有待研究者去揭示。 ? 工業(yè)生產(chǎn)需要商業(yè)上可行的生物過程。因此，需要進(jìn)一步的提高 HCDC菌種的產(chǎn)率和穩(wěn)定性，尤其是使用先進(jìn)的發(fā)酵控制方法的情況。 謝謝 !
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