概述活菌細胞濃度測量在發(fā)酵過(guò)程中具有非常重要的作用。通過(guò)它可以了解生物反應器中菌體或細胞生長(cháng)狀況,也可以了解***些描述菌體或細胞生長(cháng)或生產(chǎn)能力的間接參數,如比生產(chǎn)速率,比基質(zhì)消耗速率,細胞代謝流衡算等。
然而由于活細胞濃度傳感技術(shù)的困難,傳統的測量方法還是通過(guò)手工取樣測量。操作復雜,滯后時(shí)間長(cháng)。尤其是在解決區分培養基顆粒,微載體,絲狀菌濃度檢測等問(wèn)題上都有局限性。
憑借其專(zhuān)業(yè)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗,開(kāi)發(fā)出ABER原位活細胞在線(xiàn)檢測儀。為發(fā)酵過(guò)程軟測量技術(shù)提供了全新和重要的技術(shù)支撐。在廣大工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗中有廣泛的應用。
ABER原位活細胞在線(xiàn)檢測儀的基本功能與應用
功能: ABER能實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測發(fā)酵罐內活細胞的濃度,密度,干重,生物量體積,電容大小,導電率大??;而不受細胞碎片,細胞團塊,死細胞,發(fā)酵液泡沫,微載體顆粒等影響。
適用范圍:動(dòng)植物細胞,酵母,細菌藻類(lèi)等種類(lèi)的研究和生產(chǎn)質(zhì)量控制。
認證: 廣泛適用于發(fā)酵生產(chǎn)工藝中的質(zhì)量控制。符合ISO,FDA,cGMP等認證。
原理——雙電極電容法
1987年Kell***先描述了測量細胞量的雙電極性質(zhì)。生物量測量是采用圖1中所示的4個(gè)鉑金電極,外面兩個(gè)外電極產(chǎn)生***個(gè)交變的電場(chǎng),兩個(gè)內電極測量電壓。在緩沖液環(huán)境中,兩個(gè)外電極間使溶液內的離子向相反方向移動(dòng)形成溶液的電導率。
活細胞細胞膜完整,在電場(chǎng)中被極化而形成電容。而這個(gè)電容值會(huì )被ABER 準確檢測出來(lái),用已標志生物量(BIOMASS)不同的細胞種類(lèi)會(huì )有不同的電容值。其大小和細胞的體積也呈***定比例。
而死細胞(膜破裂),氣泡或是細胞碎片因不能形成***個(gè)電容,所以ABER將不會(huì )將其檢測到。
ABER的探頭由FDA所認證的材料316L鋼所構成,保證其精度和耐用度??山?jīng)受原位蒸汽滅菌。
ABER的應用的實(shí)例:
***,微載體培養培養監測:傳統方法對通過(guò)微載體來(lái)培養的動(dòng)物細胞計數相當困難。需要離線(xiàn)取樣再計數細胞核,但是卻沒(méi)有辦法對其中活細胞的數目作出準確判斷;由于載體材料是均***的,不能形成電容。ABER能夠檢測出微載體中活細胞的數目,而且不受微載體顆粒的影響。
二,絲狀菌生長(cháng)狀態(tài)監測:絲狀菌發(fā)酵(如抗生素生產(chǎn))中容易產(chǎn)生絲狀菌結團、結球,沒(méi)有明顯的細胞界限。傳統的方法(如濁度法,染色法)會(huì )產(chǎn)生很大的誤差。在評估菌生長(cháng)情況或放大罐移種菌量時(shí)只能通過(guò)“經(jīng)驗”來(lái)判斷;ABER能夠準確測量出絲狀菌包括團塊中的生物量避免由于經(jīng)驗不足造成產(chǎn)量下降。
三,監測發(fā)酵***致性,方便做發(fā)酵放大研究:ABER220系列可以配上多個(gè)探頭,同時(shí)監測多個(gè)發(fā)酵罐發(fā)酵情況。結合各種檢測參數,了解菌體或細胞的生長(cháng)情況以判斷“收割”***佳時(shí)間。
四,監測在線(xiàn)發(fā)酵過(guò)程,方便做發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化研究與生產(chǎn)控制:對灌注發(fā)酵罐中細胞的濃度進(jìn)行監控,指導細胞返罐量和地物流加速率可促進(jìn)重組蛋白生產(chǎn)自動(dòng)化,并提高產(chǎn)量及降低純化難度;同時(shí)結合其他檢測參數也可以更加容易判斷染菌,菌絲體“自溶”等現象。
技術(shù)參數:T E C H N I C A L S P E C I F I C A T I O N S
檢測功能: 活細胞/ml,干重g/l,活細胞比率(相對顆粒體),電容值,電導率
細胞種類(lèi): 動(dòng)物細胞,昆蟲(chóng)細胞,酵母,真菌,植物細胞,細菌
電導率范圍: 1 ~ 40mS/cm.
分辨率: 酵母 / 真菌 / 動(dòng)物細胞 0.1 g/l干重或 1x 105~ 1 x 106個(gè)/ml;細菌1g/l 干重或 109個(gè)/ml.
離線(xiàn)檢測功能型號: The Model 920
在線(xiàn)檢測功能型號: The model 920,220,210,200
接口: RS 232
認證: FDA,CGMP,ISO