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      1. 增加搖瓶中生物量的5種方法


        低生物量水平可歸因于:

        • 氧氣限制
        • 營養缺乏
        • 耕種中斷和重復處理

        這篇文章介紹了各種方法,可以通過減輕生長和生產力低下的原因來增加搖瓶中產生的生物量。個別實驗可能僅使用其中一些解決方案,但是,下面介紹了足夠多的種類,以協助廣泛的應用。

        1.為燒瓶選擇合適的搖動次數和速度

        通常,生物量濃度低的原因不是您所想的克隆,而是外部因素。

        對氧氣傳輸有很大影響的兩個因素,因此,生物量的增長是與振動速度結合起來的振動。

        作為一般起點,25 mm始終是一個很好的選擇,并且可以獨立于應用程序而產生出色的結果。然而,在某些情況下,如果根據應用選擇搖動投擲,將會發生關于氧轉移/細胞生長的限制,并且可以獲得更好的結果。

        根據經驗:

        • 25毫米投擲:推薦用于25毫升至2升的燒瓶
        • 拋出50毫米:建議將燒瓶容量從2 L升至5 L

        微孔板和深孔板:

        • 至少以3毫米的速度搖動3毫米。800,長達1000分鐘-1

        適用于微生物應用的設置示例(細菌,酵母,真菌)

        • 搖動直徑zui大為25毫米
        • 搖動速度:120 – 400分鐘-1,主要在300分鐘-1左右

        2.保持較低的體積以改善氧氣傳輸

        與生物反應器相比,搖瓶中的氧氣轉移要低得多,并且可能是搖動細菌和真菌培養物中的限制因素。典型的搖瓶將充滿其工作量的20 – 25%。這是一個折衷方案,可能會嚴重限制氧氣向培養物中的轉移并延遲細胞的生長。對于僅旨在產生生物質的過程或對于某些培養物(如微需氧的或生長緩慢的生物)而言,可能就足夠了。如果,怎么樣

        目標完全沒有限制,至關重要的是確保zui大的液/氣界面面積,以允許培養物中的O 2和CO 2交換。

        將工作量減少到搖瓶總體積的10%。這樣可以在整個側面上薄薄地涂上整個文化

        f燒瓶。表面體積比的這種增加允許更高的氧氣傳輸速率。

         

        3.使用特殊的燒瓶幾何形狀以獲得更好的結果

        常規的錐形瓶的特點是側面光滑。它是在1800年代**的,但并非專門作為培養容器。它允許均勻的混合作用,但會限制氧氣的轉移。其他設計的燒瓶,例如Fernbach,其擋板的作用與生物反應器中的擋板相同,從而擾亂了液體培養物的平穩流動。這樣會形成湍流區域,改善了氣體傳輸,并且燒瓶甚至可以與動物細胞培養物一起使用。

        燒瓶是更專業的容器。它們具有包括擋板在內的獨特設計,適用于哺乳動物,昆蟲和微生物細胞??梢允褂酶哌_燒瓶大小60%的工作體積,從而提高了培養箱振蕩器的生產率。為了能夠從增加生物質濃度的這種替代搖瓶中受益,需要一種足夠靈活且強大的搖瓶來容納這種搖瓶。

        4.提供足夠的營養

        僅靠改善氧的轉移不足以增加細胞的生長,因為這取決于多種因素。如果例如碳源被耗盡,則無論有多少氧氣可利用,細胞都不會達到更高的密度。因此,缺乏對培養基和補充劑選擇的關注也會降低生物質濃度。推薦媒體組成:

        • 基材/碳源
        • 氮源
        • (其他)微量元素和維生素
        • 理想pH的緩沖液

        由于底物濃度過高會抑制細胞生長,因此一開始就在培養基中放入大量底物(例如葡萄糖)不是一個好主意。結果,細胞將在某個時刻吸收了培養基中提供的所有營養,因此停止生長??梢酝ㄟ^在一定時間間隔內向細胞喂入培養基來防止這種情況。

        喂食可以手動完成,也可以自動進行,例如使用aquila biolabs LIS(液體注射系統)。這簡化了系統,并開辟了一系列補料和連續過程的可能性,而無需人工應用和種植中斷。

        5.zui小化干擾:處理和在線生物量測量

        每次打開培養箱的振動器門以接近燒瓶時,熱量都會流失,并停止振動。偶爾執行此操作不會有太大區別。但是,應避免重復開門或將燒瓶取出更長的時間。這可能會破壞正常的增長曲線,從而給您的流程帶來不確定性。有幾種方法可以減輕這些影響:

        • 快速停止并重新啟動,以zui大程度減少因振動而造成的停機時間
        • 通過開門中斷后快速返回到設定點
        • 自動上料
        • 在線生物量測量

        單獨的搖瓶無法提供在線監控信息,并且從搖瓶中收集數據需要經常從生長環境中移除。無疑,這種破壞會扭曲結果并阻礙zui佳增長。人為錯誤不可避免地會由于分析錯誤或讀數遺漏而引入流程中。

        zui后但并非zui不重要的是,有關接種物的一些技巧:

        任何養殖過程的產出只能與投入的產出一樣好,以下任何一種都會助長不良的增長:

        • 接種前細胞處理不良
        • 克隆的shou次使用或zui低限度的表征

        細胞系必須與正確的培養基類型相匹配,并且能夠在搖瓶中培養,例如無剪切限制。它必須從仍處于對數生長期的預培養物中新鮮制備。這將zui大程度地減少延遲時間,并為細胞提供快速生長的zui佳機會。

        摘要:

        這篇文章提出了可以優化搖瓶中培養物生長的方法。提到的關鍵方法是:

        • 為燒瓶選擇合適的搖動和速度#p#分頁標題#e#
        • 保持較低的體積以改善氧氣傳輸
        • 使用特殊的燒瓶幾何形狀以獲得更好的結果
        • 提供足夠的營養
        • 減少干擾:處理和在線生物量測量
        • 確保小心接種
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