高密度培养
关于质粒丢失:
在培养基中添加抗生素,丢失质 粒的细胞不能生长或死亡,即给予 适当的选择压力。
氨苄青霉素易失活,培养中 期补加氨苄青霉素,维持选择压 力
诱导时机的选择也非常重要 在生长前期,无诱导剂可以使 细胞快速生长,加入诱导剂诱导目 的基因表达会抑制细胞的增殖能力。 所以,过早诱导会影响细胞密度。 在细胞达到一定密度以后加入 诱导剂,可以得到高密度发酵液。 一般选在对数生长期的中后期诱导
c、提高罐压,增加氧气的分压
d、通入纯氧
2、养料供给
补料:碳源
氮源 补加葡萄糖、甘油、甲醇等 自动补加氨水、同时调节pH
磷源
KH2PO4/K2HPO4
同时缓冲pH
3、关于毒性代谢产物和pH变化问题
采用流加的方式:
细水长流,防止有毒代谢产物积累,抑 制细胞生长。
自动维持pH:补加氨水或磷酸盐缓冲液
c、磷:磷是DNA的组成成分
酵母膏、蛋白胨等可以提供全面的营养
3、解决环境毒性问题 部分微生物代谢产物对细胞有 一定的毒性。比如乙酸(酵解产物) pH改变
4、防止质粒丢失物。
解决方案
1、关于供氧:
a、通入空气、搅拌
b、提高搅拌速度
单位体积内细胞数量高于 常规的培养模式。 E.coli最高密度理论值:400g/L (DCW Dry Cell Weight) 国外达到:200g/L
国内小于50g/L
高密度培养的意义:
1、节约诱导剂的用量:摩尔浓度
相同,体积越小,诱导剂用量越少。
2、节约劳动强度; 3、强化纯化工艺,单位体积细 胞数量越大,产物的浓度越高, 纯化越方便,收率越高。
实现高密度培养的技术关键: 1、解决氧的供应问题
a、溶解氧(Dissolved Oxygen) 0.25mM 为饱和浓度 b、气液接触面积越大,供氧越快; c、氧气的分压越大,供氧越快;
2、解决养料的供给问题 微生物细胞的生长需要供应 足够的养料,包括:
a、碳源:葡萄糖、甘油
b、氮源:氨水、尿素、铵盐等
基因工程菌高密度培养
High Cell-Density Culture
浙江工业大学 杭州
课前思考:
1、为什么凉开水养不活鱼?
2、为什么菜市场卖鱼的地方需 要一个鼓气设备? 3、什么物质在水中的溶解度随 着温度的升高而降低? 4、进一步增加鱼的密度,而且 要保证鱼不死,你能想出其它办法 吗?
高密度培养: