浅谈应用生物反应器发酵估算细胞量



浅谈应用生物反应器发酵估算细胞量

赵立民 罗乃杰 蒋天华（广东温氏食品集团有限公司研究院 广东 新兴 527400）

生物反应器作为一种高效能的生产方式，现在越来越受到国内兽苗企业的重视。其在生产中表现出的高效率、高产能、高质量，相比传统的转瓶生产工艺是一次质的飞跃。但另一方面，生物反应器作为高技术设备的体现，其对工艺技术水平和操作人员的要求也大幅度提高。本人根据多年生物反应器使用经验，谈一谈在细胞培养后期阶段如何判断细胞密度是否达到峰值。

1 应用生物反应器的意义

在生产中，当细胞达到最大生长密度后，就可以接种病毒。该时机选择的恰当与否，直接关系到病毒抗原的产量与质量，是极为重要的操作步骤之一。对于使用片状载体或固定化床技术等类型的反应器，由于无法直接取样观测到细胞的生长状态，需要通过分析反应器发酵的其他参数进行估算。

2 细胞密度峰值的判定方法

2.1 单个细胞耗糖法 当反应器中的细胞发酵几天后，记取细胞消耗葡萄糖量。然后结束发酵，消化反应器中的细胞并计数，计算出细胞总量。用细胞耗糖量除以细胞总量得到单细胞耗糖量。在反应器发酵过程中，可以用细胞耗糖量除以单细胞耗糖量，得到细胞总量。

2.2 细胞耗糖稳定法 反应器发酵后，随着细胞的增殖，耗糖会逐步增加。当细胞量达到最大后，数目不再增多，耗糖量将维持在一个较为稳定的范围内。当细胞耗糖量连续3次的测定结果都较为接近时，即可判定反应器内的细胞密度达到峰值。

2.3 细胞倍增法 绘制所要培养细胞的生长曲线图，计算细胞倍增时间。根据反应器发酵时长与细胞接种量估算出细胞总量。

2.4 细胞生长时间法 固定细胞接种量等参数，摸索出细胞发酵达到最大密度时的时长。以后每次发酵参数保持一致，达到该时长即达到最大密度。

2.5 细胞耗氧量法 有些类型的反应器可以显示所通氧气的含量曲线，如美国NBS篮式反应器。随细胞数目的增多，其耗氧量也将增大。当氧气含量的波动曲线达到最高且稳定的时候，即可判定细胞密度达到峰值。

2.6 生长面积法 计算出反应器可供细胞生长的总面积，与平板培养细胞的方法做比较，考虑细胞接种量等因素，计算出可长满反应器细胞生长总面积所需要的时间。

以上各方法中，均能起到估算细胞量(或细胞密度峰值)的作用，其中方法2、4较为常用且相对准确度高；方法3、5使用最为简便；方法1、6的偏差度则较大。在反应器发酵过程中，以上几种判定方法综合使用，效果更佳。

（2012–07–15）

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1007-1733(2012)11-0093-02