发酵供氧不足氧载体添加策略

来源:发酵供氧不足氧载体添加策略(DNA Lab Space 实验教程)| 编译:DNA Lab Space

📎 相关工具:质粒载体构建校验

发酵罐DO从60%掉到5%,菌体不长,产物不增,补了氧载体还是没动静。别急着怀疑菌种。供氧不足的坑,多半藏在电极、装液量、乳化、灭菌和工艺匹配里。本文按“先排低级错→再查氧载体选型/乳化/添加/毒性→最后处理高密度后期失效和下游破乳”走一遍,每一步都给判断动作、具体参数和验证方法。你照着做,大概率能定位。

第一步:快速排查低级错误

1. 溶氧电极没校准或膜破了。空培养基DO都上不到90%,直接换膜;零点用饱和亚硫酸钠,满度用空气饱和培养基,37°C校准。

2. 装液量太满。250 mL挡板瓶装100 mL以上,KLa直接腰斩;降到50 mL,500 mL瓶装100 mL,别超过20%。

3. 氧载体灭菌方式错了。PFC和正十二烷121°C 20 min单独灭,豆油115°C 15 min,Tween 80用0.22 µm过滤;冷却到50°C再混合。

4. 过滤后油水分层还直接接种。取样镜检,油滴大于50 µm就先10000 rpm均质2 min,补0.1% Tween 80,再接种。

教程配图2:发酵供氧不足氧载体添加策略 排查流程示意
▲ 教程配图2:发酵供氧不足氧载体添加策略 排查流程示意

第二步:分维度系统排查

1. 先看氧载体类型和浓度。现象:DO低于10%,加5%豆油后只回升3%,OD600停在2.0。原理:PFC氧溶解度约为水的20倍,正十二烷约10倍,豆油会被脂肪酶水解并消耗氧;浓度过高还会抬粘度、压KLa。解决:做0、1%、3%、5%、10% v/v梯度,500 mL挡板瓶装50 mL,30°C、220 rpm;PFC常用5-10%,正十二烷1-5%,豆油0.5-2%。验证:DO回升超过20%,OUR升20-30%,尾气CO2不异常跳高;若OUR升而产物不升,查碳源代谢。

2. 再看乳化分散。现象:静置5 min油水分层,取样油滴大于50 µm,DO曲线忽高忽低。原理:氧载体靠比表面积传氧,大油滴有效界面小,

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