搖瓶中的在線氧氣和 pH 值監(jiān)測

傳感器燒瓶 SFS

這些由聚碳酸酯制成的一次性搖瓶在底部集成了氧氣和 pH 傳感器,。燒瓶的容量從 125 mL 到 5,000 mL 不等,，帶或不帶擋板。內部的傳感器經過輻照和預校準,，因此燒瓶可以立即使用,。SFS 可以通過 SFR Shake Flask Reader 或 SFR vario 讀取，用于同時在線監(jiān)測氧氣、pH,、OUR 和（在 SFR vario 的情況下）生物量,。它們與將集成傳感器與讀取器光學元件對齊的特殊夾具一起使用。

• 在線監(jiān)測 O 2和 pH

• 非接觸式測量

• 可以使用

• 預校準傳感器

• 用于微生物和細胞培養(yǎng)

應用

大腸桿菌生長過程中的生物量,、O 2和 pH 監(jiān)測

大腸桿菌K12 在含有葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基中表現出明顯的二元生長,，這可以通過 SFR vario 進行監(jiān)測。測量停止數次以進行離線采樣 - 以確定底物濃度 - 顯示在圖中的間隙中,。在第一個生長期消耗葡萄糖 (1),。該系統(tǒng)在較低的生物量范圍內顯示出較低的精度，但這會隨著細胞密度的增加而改善,。雖然細菌產生的乙酸會降低培養(yǎng)基的 pH 值,，但氧氣濃度會強烈降低至 10%，這表明代謝活性很高,。當葡萄糖濃度低于0.1 g L -1大約 6 小時后（離線確定,，此處未顯示數據）生長停止，氧氣水平迅速上升,。這也顯示在在線測量的生物量曲線 (2) 中的一個小平臺（放大插入）中,。在這個階段，細菌將它們的新陳代謝調整為乳糖,。只有使用新的在線監(jiān)測系統(tǒng)才能實現記錄氧氣消耗和生長停止的精確匹配,。在第三階段，大腸桿菌在乳糖上生長,，直到它被消耗,，培養(yǎng)物進入穩(wěn)定期 (3)。

雜培養(yǎng)基中的酵母生長階段

當在以葡萄糖為底物的搖瓶中培養(yǎng)時,， K. marxianus顯示出兩個生長階段,。在第一階段，葡萄糖在需氧條件下代謝 (1),，并且氧含量持續(xù)下降到 5% 以下,。由于代謝產物，pH 值從 7 降低到 6.1,。培養(yǎng) 9 小時后,，葡萄糖*消耗（離線測定,，此處未顯示數據）,，pH 值再次升高。在第二階段 - 氧氣限制 - 階段K. marxianus顯示出明顯較慢的生長,，這可以在散射光（= 生物量）測量中清楚地觀察到 (2),，同時在高需氧量下代謝第一階段產生的葡萄糖產物。使用 SFR vario 同時監(jiān)測氧氣、pH 和生物量為培養(yǎng)監(jiān)測和代謝過程評估提供了全新的可能性,。

吸氧率測量

測量微生物的攝氧率是代謝活動的一個很好的指標,，可用于預測生長狀態(tài)或評估代謝過程發(fā)生的速率。左圖顯示了S. cerevisiae的 OUR在搖瓶培養(yǎng)過程中在 YPD 培養(yǎng)基中,。由于指數增長,，氧氣吸收率在培養(yǎng)的最初幾個小時內不斷上升。攝氧率的短暫下降表明底物變得有限,，微生物降低了代謝活性,，同時轉換為代謝另一種底物。然后進入另一個指數增長階段,。 OUR 最高的最大代謝活動時期,，以及死亡階段進入（由于氧氣限制）和 OUR 突然下降到最小值的時間點，可以從圖形,。

畢赤酵母的甲醇獨立表達

bisy e 的 Anton Glieder 和他的同事,。U. 和格拉茨技術大學分子生物學研究所發(fā)表了一篇視頻文章 (J. Vis. Exp. (143), e58589 (2019))，描述了巴斯德畢赤酵母無甲醇表達的簡單搖瓶培養(yǎng)系統(tǒng),。使用 SFR vario 和恒定慢速甘油進料進行在線監(jiān)測來模擬生物反應器條件,。與大多數應用的小批量培養(yǎng)相比，這種方法有助于更接近真實的生物反應器條件,。