摇瓶中的在线氧气和 pH 值监测

传感器烧瓶 SFS

这些由聚碳酸酯制成的一次性摇瓶在底部集成了氧气和 pH 传感器。烧瓶的容量从 125 mL 到 5,000 mL 不等，带或不带挡板。内部的传感器经过辐照和预校准，因此烧瓶可以立即使用。SFS 可以通过 SFR Shake Flask Reader 或 SFR vario 读取，用于同时在线监测氧气、pH、OUR 和（在 SFR vario 的情况下）生物量。它们与将集成传感器与读取器光学元件对齐的特殊夹具一起使用。

• 在线监测 O 2和 pH

• 非接触式测量

• 可以使用

• 预校准传感器

• 用于微生物和细胞培养

应用

大肠杆菌生长过程中的生物量、O 2和 pH 监测

大肠杆菌K12 在含有葡萄糖和乳糖的培养基中表现出明显的二元生长，这可以通过 SFR vario 进行监测。测量停止数次以进行离线采样 - 以确定底物浓度 - 显示在图中的间隙中。在第一个生长期消耗葡萄糖 (1)。该系统在较低的生物量范围内显示出较低的精度，但这会随着细胞密度的增加而改善。虽然细菌产生的乙酸会降低培养基的 pH 值，但氧气浓度会强烈降低至 10%，这表明代谢活性很高。当葡萄糖浓度低于0.1 g L -1大约 6 小时后（离线确定，此处未显示数据）生长停止，氧气水平迅速上升。这也显示在在线测量的生物量曲线 (2) 中的一个小平台（放大插入）中。在这个阶段，细菌将它们的新陈代谢调整为乳糖。只有使用新的在线监测系统才能实现记录氧气消耗和生长停止的精确匹配。在第三阶段，大肠杆菌在乳糖上生长，直到它被消耗，培养物进入稳定期 (3)。

杂培养基中的酵母生长阶段

当在以葡萄糖为底物的摇瓶中培养时， K. marxianus显示出两个生长阶段。在第一阶段，葡萄糖在需氧条件下代谢 (1)，并且氧含量持续下降到 5% 以下。由于代谢产物，pH 值从 7 降低到 6.1。培养 9 小时后，葡萄糖*消耗（离线测定，此处未显示数据），pH 值再次升高。在第二阶段 - 氧气限制 - 阶段K. marxianus显示出明显较慢的生长，这可以在散射光（= 生物量）测量中清楚地观察到 (2)，同时在高需氧量下代谢第一阶段产生的葡萄糖产物。使用 SFR vario 同时监测氧气、pH 和生物量为培养监测和代谢过程评估提供了全新的可能性。

吸氧率测量

测量微生物的摄氧率是代谢活动的一个很好的指标，可用于预测生长状态或评估代谢过程发生的速率。左图显示了S. cerevisiae的 OUR在摇瓶培养过程中在 YPD 培养基中。由于指数增长，氧气吸收率在培养的最初几个小时内不断上升。摄氧率的短暂下降表明底物变得有限，微生物降低了代谢活性，同时转换为代谢另一种底物。然后进入另一个指数增长阶段。 OUR 最高的最大代谢活动时期，以及死亡阶段进入（由于氧气限制）和 OUR 突然下降到最小值的时间点，可以从图形。

毕赤酵母的甲醇独立表达

bisy e 的 Anton Glieder 和他的同事。U. 和格拉茨技术大学分子生物学研究所发表了一篇视频文章 (J. Vis. Exp. (143), e58589 (2019))，描述了巴斯德毕赤酵母无甲醇表达的简单摇瓶培养系统。使用 SFR vario 和恒定慢速甘油进料进行在线监测来模拟生物反应器条件。与大多数应用的小批量培养相比，这种方法有助于更接近真实的生物反应器条件。