微小型平行生物反應器是解決生物醫藥研究過程中面臨的通量問題、效率問題和成本問題的有力工具。這種模擬工業培養條件的高集成系統可以幫助研究人員高效率篩選菌種和進行工藝優化。

在生物醫藥、合成生物學等領域的工業技術轉化中起著非常重要的作用。而菌種的高通量篩選與評價中平行性的優劣決定著微小型平行生物反應器反應器的性能。

本案例采用CloudReady™1.5L × 4平行生物反應器（圖1）針對大腸桿菌進行了一批次四臺罐體發酵，以此驗證其平行性。

結果表明：該批發酵運行28h后OD₆₀₀在92-96.3，無論發酵結果還是過程控制的平行性均表現良好。

圖1. CloudReady™ 1.5L × 4平行生物反應器

實驗過程與控制

該批次種子OD₆₀₀為2.4，初始培養體積700ml，設置攪拌、通氣關聯溶氧并雙向調節控制（圖2）。過程中用氨水自動調控pH，8h左右DO上升后設置補料泵關聯時間序列控制（圖3），28h結束培養。
 

圖2.  DO的MV設置界面

圖3.  補料泵關聯時間序列控制

實驗數據與結果

由圖4可知該批次的四臺罐體DO曲線較為一致，符合菌株的生長狀態。攪拌和通氣關聯溶氧并雙向調節后的DO曲線平穩，維持在DO設定值附近，能為菌株提供良好的生長環境。各階段OD₆₀₀也較為接近，經過28h的培養，菌株從OD₆₀₀ 2.4生長至OD₆₀₀ 92-96.3（圖5），說明同批次四臺罐體結果一致性表現良好的同時也能滿足大腸桿菌的高密度培養。
 

圖4. DO曲線
 

圖5. 罐體OD₆₀₀變化情況

CARE發酵工程實驗室 生物工藝工程師 柴金言 供稿

CloudReady™云平臺生物反應器（圖6）整合了多種補料策略，同時內置DoE實驗設計與分析軟件可以幫助用戶快速進行布局實驗，縮短產品的開發周期。
 

圖6. CloudReady™ 第6代平行生物反應器