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Presens SFR 为什么在摇瓶中在线测量不同参数很重要
为什么在摇瓶中在线测量不同参数很重要
SFR 变量在线测量 O2、OUR、pH 和生物量
马施克
光学传感器即使在摇瓶规模下也能监测和控制重要的培养参数。在这篇简短的报告中，我们展示了酿酒酵母培养中使用SFR变量进行多参数监测的示例，以及不同的传感器如何在不同的培养阶段提供最确凿的信息。
图1：振荡培养箱内的SFR变量监测单元;四个SFR vario单元可与控制软件同时控制。
SFR vario
SFR vario是一种用于摇瓶的光学监测装置，可以同时测量多个参数。光学氧、pH 值和一氧化碳2传感器***集成在摇瓶中，然后可以通过透明烧瓶底部读取，同时通过背散射光测量测量生物质。两种测量方法都是完全非侵入性的，因此在振荡过程中不需要采样或任何其他干扰，同时数据可在线获得。此外，OUR 是使用 SFR vario 软件 PreSens Flask Studio 根据氧气测量值自动计算的。
多参数方法
在下文中，我们展示了酿酒酵母培养物中多传感器监测的示例，以说明不要仅依赖一个参数的测量的重要性。在不同的培养阶段，不同的传感器提供结果，从而实现可靠的整体图像。
酿酒酵母培养物中的多传感器监测
图 2 显示在线 O2， 我们的， 酸碱度， 一氧化碳2以及YPD培养基中酿酒酵母菌株的生物量测量。培养在500mL摇瓶中，填充体积为100 mL，在30°C和180rpm（50mm振荡直径）下进行。
图2：用SFR变量监测的500 mL摇瓶中的酿酒酵母培养物。O2、酸碱度和一氧化碳2使用集成在摇瓶中的光学传感器***进行监测，并使用SFR vario通过烧瓶底部读取，通过背散射光测量确定生物量。OUR 是使用系统控制软件 PreSens Flask Studio 根据氧气测量值自动计算的。
在培养的前 6 小时内，氧传感器信号显示连续、增加的耗氧量——这是一个明确的信号，表明培养物呈指数增长。即使是OUR在第 6 小时短暂下降也很容易识别。它是由当初级碳源（葡萄糖）变得受***从乙醇生产到乙醇消耗的代谢转换引起的（见CO2传感器）。后来氧气变得有限，O2水平保持为零，即没有关于系统动态的更多信息。
由于最初的低细胞密度，反向散射光测量无法在前 2 小时内给出结论性信息。但是，当氧传感器由于氧气供应受限而保持在0%时，它继续提供有关生物质形成的信息。
（可选）一氧化碳2传感器显示乙醇生产过程中二氧化碳水平的增加。代谢转换后一氧化碳2然后产量下降，这也反映在pH值下降较慢，因为CO2存在于培养液中。7小时后，当耗氧率达到值时，O2信号没有提供进一步的有用信息。在这个培养阶段，一氧化碳的信号2pH传感器提供更确凿的信息，9小时后pH值上升表明持续增长。在此期间，生物质信号现在清楚地显示了不断增加的增长曲线。
结论
SFR vario 可监控多个独立测量的参数并提供全貌。这些信号可以相互验证，以获得更高的生物过程安全性以及更可靠和可重复的生产。它为整个文化时期提供了不间断的结论性信息。这使其成为摇瓶规模工艺开发的理想工具。
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