淺談應用生物反應器發酵估算細胞量

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淺談應用生物反應器發酵估算細胞量

趙立民 羅乃杰 蔣天華（廣東溫氏食品集團有限公司研究院 廣東 新興 527400）

生物反應器作為一種高效能的生產方式，現在越來越受到國內獸苗企業的重視。其在生產中表現出的高效率、高產能、高質量，相比傳統的轉瓶生產工藝是一次質的飛躍。但另一方面，生物反應器作為高技術設備的體現，其對工藝技術水平和操作人員的要求也大幅度提高。本人根據多年生物反應器使用經驗，談一談在細胞培養后期階段如何判斷細胞密度是否達到峰值。

1 應用生物反應器的意義

在生產中，當細胞達到最大生長密度后，就可以接種病毒。該時機選擇的恰當與否，直接關系到病毒抗原的產量與質量，是極為重要的操作步驟之一。對于使用片狀載體或固定化床技術等類型的反應器，由于無法直接取樣觀測到細胞的生長狀態，需要通過分析反應器發酵的其他參數進行估算。

2 細胞密度峰值的判定方法

2.1 單個細胞耗糖法 當反應器中的細胞發酵幾天后，記取細胞消耗葡萄糖量。然后結束發酵，消化反應器中的細胞并計數，計算出細胞總量。用細胞耗糖量除以細胞總量得到單細胞耗糖量。在反應器發酵過程中，可以用細胞耗糖量除以單細胞耗糖量，得到細胞總量。

2.2 細胞耗糖穩定法 反應器發酵后，隨著細胞的增殖，耗糖會逐步增加。當細胞量達到最大后，數目不再增多，耗糖量將維持在一個較為穩定的范圍內。當細胞耗糖量連續3次的測定結果都較為接近時，即可判定反應器內的細胞密度達到峰值。

2.3 細胞倍增法 繪制所要培養細胞的生長曲線圖，計算細胞倍增時間。根據反應器發酵時長與細胞接種量估算出細胞總量。

2.4 細胞生長時間法 固定細胞接種量等參數，摸索出細胞發酵達到最大密度時的時長。以后每次發酵參數保持一致，達到該時長即達到最大密度。

2.5 細胞耗氧量法 有些類型的反應器可以顯示所通氧氣的含量曲線，如美國NBS籃式反應器。隨細胞數目的增多，其耗氧量也將增大。當氧氣含量的波動曲線達到最高且穩定的時候，即可判定細胞密度達到峰值。

2.6 生長面積法 計算出反應器可供細胞生長的總面積，與平板培養細胞的方法做比較，考慮細胞接種量等因素，計算出可長滿反應器細胞生長總面積所需要的時間。

以上各方法中，均能起到估算細胞量(或細胞密度峰值)的作用，其中方法2、4較為常用且相對準確度高；方法3、5使用最為簡便；方法1、6的偏差度則較大。在反應器發酵過程中，以上幾種判定方法綜合使用，效果更佳。

（2012–07–15）

S813.3

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1007-1733(2012)11-0093-02