搖瓶中的在線氧氣和 pH 值監測

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

應用

大腸桿菌生長過程中的生物量、O 2和 pH 監測

大腸桿菌K12 在含有葡萄糖和乳糖的培養基中表現出明顯的二元生長，這可以通過 SFR vario 進行監測。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測系統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，培養物進入穩定期 (3)。

雜培養基中的酵母生長階段

當在以葡萄糖為底物的搖瓶中培養時， 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)，并且氧含量持續下降到 5% 以下。由于代謝產物，pH 值從 7 降低到 6.1。培養 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 同時監測氧氣、pH 和生物量為培養監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或評估代謝過程發生的速率。左圖顯示了S. cerevisiae的 OUR在搖瓶培養過程中在 YPD 培養基中。由于指數增長，氧氣吸收率在培養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系統。使用 SFR vario 和恒定慢速甘油進料進行在線監測來模擬生物反應器條件。與大多數應用的小批量培養相比，這種方法有助于更接近真實的生物反應器條件。