充足的氧氣供應對于細胞周期中所有能量消耗過程的正常運行至關重要。一次性生物反應器在實驗室規(guī)模化培養(yǎng)動物細胞中的應用主要表現(xiàn)在細胞培養(yǎng)過程中的有效通氣是實現(xiàn)高細胞密度和高產品濃度的一項要求。一次性生物反應器可確保在1 升規(guī)模的動物細胞培養(yǎng)過程中提供充分的氧氣供應和高生產率。

一次性生物反應器培養(yǎng)系統(tǒng)

在受控培養(yǎng)系統(tǒng)中，例如常見的攪拌罐生物反應器，氣體供應自動化控制。通過調整攪拌、充氣速率和/或氧飽和度的特殊控制級聯(lián)用于規(guī)避氧氣限制。然而，這種控制在普通的實驗室細胞培養(yǎng)設備中是不可用的，這些設備主要由易于使用和低成本的設備組成。這些設備中的大多數(shù)是表面充氣的，因此受到水平液面的限制。這通常會導致氧氣供應受限；例如，使用傳統(tǒng)的旋轉瓶無法實現(xiàn)最佳細胞密度和產品濃度。一次性生物反應器是一種一次性的獨立培養(yǎng)裝置，它是為快速細胞培養(yǎng)而開發(fā)的，通過確保充足的氧氣供應而無需使用復雜的設備和高攪拌速率。它易于使用，可實現(xiàn)具有成本效益的實驗室規(guī)模細胞培養(yǎng)，建議的工作體積為 1 升。

一次性生物反應器的主要特點是集成的膜曝氣和攪拌系統(tǒng)，可在細胞培養(yǎng)過程中實現(xiàn)氣體傳輸。中空纖維膜纏繞在攪拌棒上，攪拌棒在尖端包含鐵芯。攪拌是通過磁力驅動單元實現(xiàn)的。隔膜泵補充了設置；它將環(huán)境空氣通過無菌過濾器送入中空纖維膜。在工作條件下，氧氣和二氧化碳從中空纖維膜擴散到細胞懸浮液中。中空纖維的多重纏繞代表了（活性）曝氣表面的巨大增加。因此，氧氣不會限制細胞生長，與傳統(tǒng)的轉瓶相比，它的生產能力會更強。如果需要特殊氣體，該組件可以放置在培養(yǎng)箱中（例如 CO2培養(yǎng)箱）。

在發(fā)酵和細胞培養(yǎng)過程中，溶解氧測量是保持細胞優(yōu)化條件的重要環(huán)節(jié)。

在發(fā)酵器/生物反應器中的溶解氧水平過低，就會影響生長率、營養(yǎng)攝入、細胞形態(tài)和代謝物合成， 導致產量下降，較終產品質量偏低。 但如果水平過高，就會形成活性氧，氧化培養(yǎng)基的成分，造成細胞變異。 此外，在需要大功率壓縮機注入空氣的大型發(fā)酵器中，過高的鼓泡會造成能源的嚴重浪費。 因此，將溶解氧保持在要求的范圍內是程序優(yōu)化的關鍵。

只有當安裝在發(fā)酵罐/生物反應器中的溶解氧傳感器，其測量非常可靠的情況下，才有可能進行準確的氧氣控制。 在傳感器測量頭位置聚集或覆蓋的氣泡，會對傳感器信號產生噪音。 錯誤測量峰值或低谷可能會造成不恰當?shù)卣{節(jié)鼓泡或補飼，引發(fā)控制發(fā)酵/細胞培養(yǎng)策略方面的問題。

工采網小編為大家介紹兩款溶解氧傳感器，KDS-25B是一款獨特的原電池式傳感器，是專門為水質控制而開發(fā)的。這款溶解氧傳感器最顯著的特點就是，使用壽命長，不受CO2影響。溶解氧傳感器KDS-25B 使用特殊酸性電解液，陰極采用惰性金屬金，陽極采用金屬鉛，氧氣以擴散的方式通過氟樹脂膜參與氧化還原反應，構成一種氧鉛蓄電池，然后由內部電阻將氧化還原反應產生的電流轉化成電壓輸出。產生的電流與溶解氧的濃度成正比，嚴格地來說是與氧分壓成正比（溶解氧含量越高，透過氟樹脂膜參與反應的氧分子越多）。

美國Global Water WQ-FDO光學溶解氧傳感器測量正基于一種減毒的熒光信號測量在一個定義的時間框架。熒光染料是刺激的傳感器膜由一個短波長光源。通過重新陷入被動狀態(tài),發(fā)出長波光線,這是記錄為測量信號。如果氧接觸染料通過擴散膜背散射光的周期縮短accord-ing樣品的氧濃度。光學測量或多或少是一個高度精密的時間測量。為了處理這些時間盡可能精確測量,傳感器光學校準光速。WQ-FDO被專門設計來滿足環(huán)境的要求要求moni-toring和科學研究領域,提供長期的、準確和可靠的溶解氧mea-surement。傳感器已經極低的電力re-quirements和4 - 20毫安輸出使其適合納入遠程環(huán)境監(jiān)測設施。想了解更多溶解氧傳感器，歡迎咨詢工采網在線技術工程師。

審核編輯：符乾江