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接种量优化试验

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:接种量优化试验专注于微生物培养过程中接种体积或细胞密度的系统优化,以提升生物反应器效率与产物 yield。核心检测对象涵盖细菌、酵母、真菌及哺乳动物细胞系的生长动力学与代谢活性,关键项目包括比生长速率(μ)、倍增时间(Td)、最终生物量浓度(Xmax)、代谢产物合成率(如乙醇或抗生素产量)、底物消耗速率及细胞 viability。通过多变量实验设计,确定最优接种量,确保过程可重复性与规模化应用可靠性,涉及参数如接种比率(v/v%)、起始OD600 及活细胞计数。

检测项目

生长动力学参数:

  • 比生长速率:μ(h⁻¹),参照ISO16654:2001
  • 倍增时间:Td(min),要求Td≤120minfor快速生长菌株
  • 滞后期持续时间:λ(h),标准值λ<2h
代谢产物分析:
  • 产物浓度:乙醇≥90g/L或抗生素效价(IU/mL)
  • 底物消耗率:葡萄糖利用率(g/L/h)
  • 副产物积累:乙酸或乳酸阈值≤5mM
细胞viability检测:
  • 活细胞密度:台盼蓝排除法(viability≥95%)
  • 凋亡率:AnnexinV-FITC/PI染色(早期凋亡<10%)
物理化学参数:
  • pH稳定性:范围6.0-7.5,波动±0.2
  • 溶解氧水平:DO(%saturation),维持≥30%
  • 温度耐受性:操作范围20-37°C,梯度±0.5°C
遗传稳定性评估:
  • 质粒保留率:≥98%after50generations
  • 突变频率:<10⁻⁶perbasepair
酶活性测定:
  • 特异性酶活:U/mgprotein,如淀粉酶≥50U
  • 诱导酶表达水平:foldchange≥2.0
毒理学参数:
  • 内毒素水平:<0.25EU/mL,参照FDAguidance
  • 微生物污染:无菌测试(nogrowthin14days)
形态学观察:
  • 细胞形态指数:uniformityscore≥0.8
  • 聚集度:aggregatesize≤100μm
营养需求分析:
  • 氨基酸消耗profile:essentialAAdepletionrate
  • 维生素依赖性:growthfactorrequirement(e.g.,biotin≥0.1mg/L)
过程scalability指标:
  • 规模放大因子:kLa值(h⁻¹),维持≥100h⁻¹
  • 混合时间:≤60sfor10Lbioreactor

检测范围

1.细菌培养物:涵盖大肠杆菌(E.coli)、枯草芽孢杆菌等,重点检测生长曲线线性期持续时间与recombinantproteinyield

2.酵母发酵体系:酿酒酵母与毕赤酵母菌株,侧重乙醇或异源蛋白production的接种量阈值优化

3.真菌发酵液:曲霉或青霉属,检测孢子接种量对次级代谢产物(如青霉素)合成的影响

4.哺乳动物细胞培养:CHO或HEK293细胞,关注接种密度对细胞viability、monoclonalantibodytiter的效应

5.藻类生物质生产:微藻或蓝细菌,优化接种量以最大化脂质或色素积累,检测光合效率

6.干细胞扩增系统:人间充质干细胞,重点评估接种量对分化潜能与增殖率的调控

7.疫苗生产用细胞系:Vero或MDCK细胞,检测病毒载体yield与接种量关联性

8.工业酶生产菌种:黑曲霉或地衣芽孢杆菌,侧重酶活性与接种量scaling关系

9.环境微生物consortium:混合培养体系,检测接种量对降解率或生物膜形成的优化

10.基因工程菌株:重组DNA生物,关注质粒稳定性与产物consistencyundervariedinoculumsizes

检测方法

国际标准:

  • ISO16654:2001Microbiologyoffoodandanimalfeedingstuffs—HorizontalmethodforthedetectionofEscherichiacoliO157
  • ASTME2197-17JianCeQuantitativeDiskCarrierTestMethodforDeterminingBactericidal,Virucidal,Fungicidal,Mycobactericidal,andSporicidalActivitiesofChemicals
  • USP<61>MicrobiologicalExaminationofNonsterileProducts:MicrobialEnumerationTests
国家标准:
  • GB/T4789.2-2022食品微生物学检验菌落总数测定
  • GB/T38504-2020仪器分析方法验证通则
  • GB/T16293-2019医药工业洁净室(区)悬浮粒子的测试方法
方法差异说明:ISO16654侧重于特定病原体检测,而GB/T4789.2适用于广义菌落计数;ASTME2197强调消毒剂效能,与USP<61>在培养基配方和incubation时间上存在差异,例如USP要求longerincubationforfungi。

检测设备

1.生物反应器:SartoriusBiostatB-DCUII型(工作体积0.5-10L,控制精度±0.1pH)

2.分光光度计:ShimadzuUV-1900i(波长范围190-1100nm,带宽1nm)

3.流式细胞仪:BeckmanCoulterCytoFLEXS(检测通道13个,流速≥60,000cells/s)

4.高效液相色谱仪:Agilent1260InfinityII(梯度泵精度±0.15%RSD)

5.显微镜:OlympusBX53(magnificationupto1000x,配有phasecontrast)

6.离心机:Eppendorf5810R(最大RCF20,000×g,温度控制±1°C)

7.恒温摇床:NewBrunswickInnova44(转速范围50-500rpm,容量4L)

8.细胞计数仪:CountessIIFL(自动聚焦,检测范围10⁴-10⁷cells/mL)

9.气相色谱-质谱联用仪:ThermoScientificTRACE1300(质量范围10-1050amu)

10.酶标仪:BioTekSynergyH1(检测模式:absorbance,fluorescence,luminescence)

11.发酵罐控制系统:Applikonez-Control(实时监测DO、pH、温度)

12.实时PCR仪:AppliedBiosystemsQuantStudio5(通量96-well,温度uniformity±0.25°C)

13.超低温冰箱:ThermoScientificForma900系列(温度范围-86°C,±3°Cstability)

14.无菌操作台:EscoClassIIA2型(HEPAfilter,风速0.3-0.5m/s)

15.振荡培养箱:MemmertIPP系列(温度范围-10°Cto70°C,humiditycontrol)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

接种量优化试验
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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