細(xì)菌和哺乳動物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物以多種方式使用，例如在生物技術(shù)中用于生產(chǎn)化合物，以及作為基礎(chǔ)研究中的模型系統(tǒng)。

對于許多應(yīng)用，培養(yǎng)在液體培養(yǎng)中進(jìn)行。該方法用于富集不同物種或為了獲得更多的細(xì)胞質(zhì)量。目前市場上存在大量用于在懸浮培養(yǎng)中培養(yǎng)細(xì)胞的容器，例如錐形瓶、旋轉(zhuǎn)瓶、擋板瓶、滾瓶和多孔板。對于小規(guī)模需氧微生物和細(xì)胞的篩選和工藝優(yōu)化，通常在搖瓶中生長，因為它們代表了進(jìn)行大量平行實驗的低成本且易于處理的機(jī)會。此外，搖動可防止沉淀、生物膜形成和細(xì)胞結(jié)塊，并促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的均勻分布。錐形瓶的主要缺點(diǎn)是瓶內(nèi)的培養(yǎng)條件不斷變化，例如營養(yǎng)供應(yīng)、耗氧量或代謝產(chǎn)物的積累。溢出代謝、pH 變化和氧氣限制通常在小規(guī)模燒瓶培養(yǎng)中被忽視，并導(dǎo)致后續(xù)縮放過程中的失敗。因此，必須持續(xù)監(jiān)控文化的狀態(tài)

實時測量

PreSens 提供 SFR vario 和 SFR 搖瓶讀數(shù)器，它們是使用光學(xué)化學(xué)傳感器技術(shù)的非侵入式測量系統(tǒng)，可以測定搖瓶中的 pH 值和氧氣。SFR 系統(tǒng)還記錄溫度和攪拌速度 (rpm)，這可以方便將來在數(shù)據(jù)分析過程中參考。

圖 2 顯示了使用合成培養(yǎng)基在 37°C 錐形瓶中培養(yǎng)的大腸桿菌 K12培養(yǎng)物的時間過程。在培養(yǎng)過程中使用 SFR vario 監(jiān)測氧氣濃度和 pH 值。

為了抵消明顯的氧氣限制，您必須增加培養(yǎng)基的表面，因為氧氣夾帶僅發(fā)生在培養(yǎng)基的表面。氧氣輸入依賴于介質(zhì)表面的攪動，以使空氣在介質(zhì)中形成小氣泡。合適的措施包括提高攪拌速度、優(yōu)化培養(yǎng)基體積與燒瓶體積的比例以及使用帶擋板的燒瓶。所有這些措施都支持氧氣輸入。

                                                                                 圖 3

圖 3 顯示了在 LB 復(fù)合培養(yǎng)基中的兩個平行大腸桿菌 DH5α培養(yǎng)物中使用光學(xué)傳感器在線測量氧氣。通過持續(xù)監(jiān)測和及時調(diào)整 rpm 氧氣限制可以避免。在線測量能夠及時做出反應(yīng)并控制氧氣供應(yīng)。同時可以立即驗證所采取的措施具有預(yù)期的效果。

用于搖動培養(yǎng)物的多通道設(shè)置

為了在搖瓶中進(jìn)行測量，我們提供了兩種不同的系統(tǒng)（下圖）：SFR vario可監(jiān)測并同時測量 O 2、pH、生物量和可選的 CO 2，以及SFR 搖瓶讀數(shù)器，可測量多達(dá) 9 個燒瓶中的 pH 和氧氣. 軟件可以控制多達(dá) 4 個 SFR 變量，因此可以并行讀取多達(dá) 4 個燒瓶。使用 SFR Shake Flask Reader 最多可以將 7 個系統(tǒng)連接在一起，從而可以同時監(jiān)控多達(dá) 63 個燒瓶。兩種系統(tǒng)都提供自動 OUR 計算并監(jiān)測錐形瓶、培養(yǎng)管或T 型瓶中的分析物。