应用分享：大肠杆菌在CloudReady™云平台生物反应器上的平行性验证

微小型平行生物反应器是解决生物医药研究过程中面临的通量问题、效率问题和成本问题的有力工具。这种模拟工业培养条件的高集成系统可以帮助研究人员高效率筛选菌种和进行工艺优化。

在生物医药、合成生物学等领域的工业技术转化中起着非常重要的作用。而菌种的高通量筛选与评价中平行性的优劣决定着微小型平行生物反应器反应器的性能。

本案例采用CloudReady™1.5L × 4平行生物反应器（图1）针对大肠杆菌进行了一批次四台罐体发酵，以此验证其平行性。

结果表明：该批发酵运行28h后OD₆₀₀在92-96.3，无论发酵结果还是过程控制的平行性均表现良好。

图1. CloudReady™ 1.5L × 4平行生物反应器

实验过程与控制

该批次种子OD₆₀₀为2.4，初始培养体积700ml，设置搅拌、通气关联溶氧并双向调节控制（图2）。过程中用氨水自动调控pH，8h左右DO上升后设置补料泵关联时间序列控制（图3），28h结束培养。
 

图2.  DO的MV设置界面

图3.  补料泵关联时间序列控制

实验数据与结果

由图4可知该批次的四台罐体DO曲线较为一致，符合菌株的生长状态。搅拌和通气关联溶氧并双向调节后的DO曲线平稳，维持在DO设定值附近，能为菌株提供良好的生长环境。各阶段OD₆₀₀也较为接近，经过28h的培养，菌株从OD₆₀₀ 2.4生长至OD₆₀₀ 92-96.3（图5），说明同批次四台罐体结果一致性表现良好的同时也能满足大肠杆菌的高密度培养。
 

图4. DO曲线
 

图5. 罐体OD₆₀₀变化情况

CARE发酵工程实验室 生物工艺工程师 柴金言 供稿

CloudReady™云平台生物反应器（图6）整合了多种补料策略，同时内置DoE实验设计与分析软件可以帮助用户快速进行布局实验，缩短产品的开发周期。
 

图6. CloudReady™ 第6代平行生物反应器