細(xì)菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)在多個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,，例如在生物技術(shù)中用于化合物的生產(chǎn),，以及作為基礎(chǔ)研究中的模型系統(tǒng)。特別是在醫(yī)學(xué)研究中,，液體培養(yǎng)仍然是理解和治療疾病的重要手段,。

了解懸浮培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn),、為什么需要嚴(yán)格監(jiān)測、可用于測量的不同方法,，以及康濟(jì)爾科技提供的可能解決方案,。

概述

在許多應(yīng)用中，培養(yǎng)通常是在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行的,。這種方法既可以用于特定物種的富集,，也可以用于獲得更多的細(xì)胞量。目前市場上有各種各樣的容器可用于懸浮培養(yǎng),，例如埃爾倫邁耶瓶,、旋轉(zhuǎn)瓶、帶擋板的瓶子,、滾瓶和多孔板,。為了進(jìn)行小規(guī)模的篩選和工藝優(yōu)化，好氧微生物和細(xì)胞通常在搖瓶中培養(yǎng),，因?yàn)檫@是一種低成本且易于操作的方式,，可以進(jìn)行大量并行實(shí)驗(yàn)。此外,，搖動(dòng)可以防止沉降,、生物膜形成和細(xì)胞聚集，并促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的均勻分布,。然而,，錐形搖瓶的主要缺點(diǎn)是瓶內(nèi)培養(yǎng)條件的動(dòng)態(tài)變化，例如營養(yǎng)物質(zhì)的可用性,、氧氣的消耗和代謝產(chǎn)物的積累,。過量代謝、pH 值的變化以及氧氣的限制在小規(guī)模搖瓶培養(yǎng)中常常被忽視,，最終可能導(dǎo)致后續(xù)放大培養(yǎng)中的失敗,。因此，持續(xù)監(jiān)測培養(yǎng)狀態(tài)至關(guān)重要,。

圖 1 顯示了使用帶四重?fù)醢鍌鞲衅鞯膿u瓶（250 毫升）在 100 和 150 rpm 下培養(yǎng)谷氨酸棒狀桿菌 ATCC 13287 的應(yīng)用,。此圖改編自 Wittmann 等人的研究：“Characterization and application of an optical sensor for quantification of dissolved O2 in shake-flasks”，發(fā)表在《Biotechnol Lett.》期刊

實(shí)時(shí)測量

康濟(jì)爾科技 提供了 SFR vario 和 SFR 搖瓶讀數(shù)儀,，這些系統(tǒng)采用光學(xué)化學(xué)傳感器技術(shù),，能夠以非侵入的方式測量搖瓶中的 pH 值和氧氣濃度。SFR 系統(tǒng)還可以記錄溫度和攪拌速度（rpm）,，為實(shí)驗(yàn)分析提供更多有價(jià)值的參考數(shù)據(jù),。

圖 2 顯示了在 37°C 條件下使用合成培養(yǎng)基在埃爾倫邁耶瓶中培養(yǎng)大腸桿菌 K12 的時(shí)間變化過程。在整個(gè)培養(yǎng)過程中，使用 SFR vario 監(jiān)測了氧氣濃度和 pH 值,。

為了解決氧氣限制問題,，需要增大培養(yǎng)基的表面積，因?yàn)檠鯕獾慕粨Q僅發(fā)生在培養(yǎng)基的表面,。氧氣的輸入依賴于對培養(yǎng)基表面的攪拌,，使空氣形成小氣泡進(jìn)入培養(yǎng)基中。有效的措施包括提高攪拌速度,、優(yōu)化培養(yǎng)基體積與瓶體積的比例，以及使用帶擋板的搖瓶,。這些措施都有助于提高氧氣的輸入效率,。

圖 3 顯示了在 LB 復(fù)合培養(yǎng)基中，對兩瓶平行培養(yǎng)的大腸桿菌 DH5alpha 進(jìn)行在線氧氣監(jiān)測的結(jié)果,。通過持續(xù)監(jiān)控和及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速（rpm）,，可以有效避免氧氣限制。在線測量還可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)響應(yīng),，并對氧氣供應(yīng)進(jìn)行控制,。同時(shí)，實(shí)時(shí)驗(yàn)證所采取措施的效果是否達(dá)到預(yù)期,。

多通道搖瓶監(jiān)測設(shè)置

針對搖瓶培養(yǎng)的需求,，康濟(jì)爾科技提供兩種不同的測量系統(tǒng)（如下圖所示）：

1. SFR vario：可同時(shí)監(jiān)測和測量氧氣、pH 值,、生物量,，并可選地測量二氧化碳。

2. SFR 搖瓶讀數(shù)儀：可在多達(dá) 9 個(gè)搖瓶中測量 pH 值和氧氣濃度,。

通過軟件最多可控制 4 臺(tái) SFR vario 系統(tǒng),，因此可以同時(shí)讀取 4 個(gè)搖瓶的數(shù)據(jù)。使用 SFR 搖瓶讀數(shù)儀時(shí),，最多可將 7 臺(tái)設(shè)備連接在一起,，從而同時(shí)監(jiān)測多達(dá) 63 個(gè)搖瓶。這兩種系統(tǒng)都支持自動(dòng)氧氣消耗率（OUR）計(jì)算,，并適用于埃爾倫邁耶瓶,、培養(yǎng)管或 T 型瓶中的樣品監(jiān)測。

關(guān)于康濟(jì)爾

康濟(jì)爾（上海）科技有限公司是一家專注于高精度分析儀器和傳感器開發(fā),、生產(chǎn)及銷售的創(chuàng)新型企業(yè),，致力于為制藥、生命科學(xué),、生物技術(shù),、環(huán)境監(jiān)測和食品飲料等領(lǐng)域提供高質(zhì)量的檢測與分析解決方案。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于科研實(shí)驗(yàn)室,、生產(chǎn)車間和質(zhì)量控制部門,，幫助客戶實(shí)現(xiàn)高效,、精準(zhǔn)的檢測與分析。

公司與如德國PreSens等技術(shù)提供商建立合作關(guān)系,，通過引入成熟的光學(xué)傳感技術(shù),，結(jié)合自主研發(fā)能力，推出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測儀器和解決方案,，包括支持氧氣檢測,、密封完整性驗(yàn)證（CCIT）和殘氧分析的系統(tǒng)。公司提供多樣化的檢測方案,，包括頂空殘氧和溶解氧檢測（熒光法和激光法）,、CCIT測試服務(wù)方案（真空衰減、高壓放電,、壓力衰減和質(zhì)量提?。┑龋鏉M足不同行業(yè)客戶的檢測需求,。所有產(chǎn)品均嚴(yán)格按照GMP,、CFR21 PART 11等國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，確保滿足行業(yè)的嚴(yán)苛要求,。

康濟(jì)爾科技在全國設(shè)有銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),，覆蓋華東、華北,、西南和華中地區(qū),、為客戶提供及時(shí)的技術(shù)支持和本地化服務(wù)。公司擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì),，能夠?yàn)榭蛻籼峁漠a(chǎn)品選型,、安裝調(diào)試到售后維護(hù)的全流程支持，確?？蛻臬@得優(yōu)質(zhì)的使用體驗(yàn),。

公司秉承“創(chuàng)新、質(zhì)量,、服務(wù)”的理念,，專注于不斷提升產(chǎn)品性能和客戶滿意度。通過持續(xù)的研發(fā)投入和嚴(yán)格的質(zhì)量控制,，康濟(jì)爾致力于為生命科學(xué),、制藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域提供切實(shí)可靠的技術(shù)支持與服務(wù),。公司倡導(dǎo)誠信經(jīng)營,、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和持續(xù)學(xué)習(xí)，并希望與客戶和合作伙伴攜手，共同推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。