大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件

大腸桿菌高密度發(fā)酵第一組小組長(zhǎng):李青小組成員:韓嬌月、李洋、馮春紅、胡建貝、倪娜娜、常亞培、許志揚(yáng)、李瑞兵、郭榮欣大腸桿菌高密度發(fā)酵1目錄大腸桿菌培養(yǎng)條件高密度發(fā)酵操作流程培養(yǎng)基選擇具體步驟培養(yǎng)基配置參數(shù)控制培養(yǎng)方式注意事項(xiàng)目錄2大腸桿菌大腸桿菌是基因工程中常用的宿主菌,許多有價(jià)值的多肽和蛋白在大腸桿菌中已成功地進(jìn)行了表達(dá),表達(dá)水平有些高達(dá)細(xì)胞總蛋白的30%以上大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主,由于具有遺傳背景清楚,目的基因表達(dá)水平高技術(shù)操作、培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單抗污染能力強(qiáng),大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),倍受遺傳工程專家重視,是目前應(yīng)用最廣泛,最成功的表達(dá)體系大腸桿菌3高密度培養(yǎng)技術(shù)高密度培養(yǎng)技術(shù):是應(yīng)用一定的培養(yǎng)技術(shù)和設(shè)備來(lái)提高菌體生物量和目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)空產(chǎn)率的發(fā)酵技術(shù)。高密度培養(yǎng)技術(shù)4利用一般的發(fā)酵工藝生產(chǎn)大腸桿菌或以其組建的基因工程菌的表達(dá)產(chǎn)物,大腸桿菌的生物量表達(dá)產(chǎn)物在菌體內(nèi)和發(fā)酵液中的濃度比較低,難以獲得理想的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用高密度發(fā)酵不但可獲得較高的生物量,而且可顯著提高目的基因表達(dá)產(chǎn)物的濃度。高密度發(fā)酵對(duì)發(fā)酵設(shè)備有較高的要求,而且對(duì)發(fā)酵條件也有非常高的要求。影響高密度發(fā)酵的因素非常多,如細(xì)菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、發(fā)酵過(guò)程中生長(zhǎng)抑制物的積累、溶氧濃度、培養(yǎng)溫度、發(fā)酵液的pH值、補(bǔ)料方式及發(fā)酵液流變學(xué)特性等。利用一般的發(fā)酵工藝生產(chǎn)大腸桿菌或以其組5大腸桿菌高密度培養(yǎng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是代謝副產(chǎn)物乙酸積累所引起的抑制和毒害作用。預(yù)防措施:1、通過(guò)控制比生長(zhǎng)速率來(lái)減少乙酸的產(chǎn)生:比生長(zhǎng)速率越高,乙酸產(chǎn)生越多,當(dāng)比生長(zhǎng)速率超過(guò)某個(gè)值時(shí),乙酸開(kāi)始產(chǎn)生。可以通過(guò)降低溫度,調(diào)節(jié)酸堿度,控制補(bǔ)料等方法來(lái)降低比生長(zhǎng)速率。2、透析培養(yǎng):在大腸桿菌的培養(yǎng)過(guò)程中可以用透析技術(shù)除去發(fā)酵液中的有害物質(zhì),降低乙酸含量從而實(shí)現(xiàn)重組菌的高密度發(fā)酵和產(chǎn)物的表達(dá)。3、控制葡萄糖的濃度:葡萄糖是大腸杄菌發(fā)酵過(guò)程中重要的碳源之一,用其作碳源是要將其控制在一個(gè)較低的水平上,以減少乙酸的產(chǎn)生。大腸桿菌高密度培養(yǎng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是代謝副產(chǎn)物6培養(yǎng)基選擇LB培養(yǎng)基(種子培養(yǎng)基):胰蛋白胨5g,酵母粉2.5g,NaC15g,溶于500mlH20,NaOH調(diào)節(jié)pH7.0,ΣL三角瓶裝,滅菌鍋濕熱高壓滅菌121℃,20min,室溫保存TB培養(yǎng)基(發(fā)酵培養(yǎng)基):胰蛋白胨240g,酵母粉480g,甘油80g,消泡劑1m1溶于H20,定容至19L,B.Braun發(fā)酵罐在位滅菌121℃,15min培養(yǎng)基選擇7培養(yǎng)基配制配制種子固體培養(yǎng)基100mL,分裝試管,0.1MPa滅菌20min,然后擺成斜面。配制種子培養(yǎng)液600mL,分裝50mL于一個(gè)250mL三角瓶中(作一級(jí)種子瓶),余下550mL平均分裝于三個(gè)500mL三角瓶中(作二級(jí)種子用),同上滅菌。培養(yǎng)基配制8培養(yǎng)方式微生物的培養(yǎng)方式主要有分批、連續(xù)和補(bǔ)料分批3種。大腸桿菌發(fā)酵大多采用補(bǔ)料分批培養(yǎng),這是在現(xiàn)代發(fā)酵工藝得到優(yōu)化的一種方式,能有效的優(yōu)化微生物培養(yǎng)過(guò)程中的化學(xué)環(huán)境。使微生物處于最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。這種方式方面可以避免某些營(yíng)養(yǎng)成分初始濃度過(guò)高出現(xiàn)底物抑制現(xiàn)象,另一方面能夠防止限制性營(yíng)養(yǎng)成分被耗盡而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的形成。補(bǔ)料分批培養(yǎng)已廣泛應(yīng)用于各種各樣的初級(jí)、次級(jí)生物產(chǎn)品和蛋白等的發(fā)酵生產(chǎn)中。培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分過(guò)高會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),采用流加補(bǔ)料是提高細(xì)胞濃度和外源蛋白產(chǎn)量的有效方式,高密度培養(yǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)限制性底物的流加速率來(lái)調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)。培養(yǎng)方式9培養(yǎng)條件1、溫度:36~38℃2、pH:73、攪拌速率:100~200r/min4、溶氧:20~50%5、通風(fēng):2~3Lmin6、接種量:1~2%培養(yǎng)條件10大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件11大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件12大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件13大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件14大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件15大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件16大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件17大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件18大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件19大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件20大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件21大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件22大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件23大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件24大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件25大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件26大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件27大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件28大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件29大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件30大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件31大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件32大腸桿菌高密度發(fā)酵第一組小組長(zhǎng):李青小組成員:韓嬌月、李洋、馮春紅、胡建貝、倪娜娜、常亞培、許志揚(yáng)、李瑞兵、郭榮欣大腸桿菌高密度發(fā)酵33目錄大腸桿菌培養(yǎng)條件高密度發(fā)酵操作流程培養(yǎng)基選擇具體步驟培養(yǎng)基配置參數(shù)控制培養(yǎng)方式注意事項(xiàng)目錄34大腸桿菌大腸桿菌是基因工程中常用的宿主菌,許多有價(jià)值的多肽和蛋白在大腸桿菌中已成功地進(jìn)行了表達(dá),表達(dá)水平有些高達(dá)細(xì)胞總蛋白的30%以上大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主,由于具有遺傳背景清楚,目的基因表達(dá)水平高技術(shù)操作、培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單抗污染能力強(qiáng),大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),倍受遺傳工程專家重視,是目前應(yīng)用最廣泛,最成功的表達(dá)體系大腸桿菌35高密度培養(yǎng)技術(shù)高密度培養(yǎng)技術(shù):是應(yīng)用一定的培養(yǎng)技術(shù)和設(shè)備來(lái)提高菌體生物量和目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)空產(chǎn)率的發(fā)酵技術(shù)。高密度培養(yǎng)技術(shù)36利用一般的發(fā)酵工藝生產(chǎn)大腸桿菌或以其組建的基因工程菌的表達(dá)產(chǎn)物,大腸桿菌的生物量表達(dá)產(chǎn)物在菌體內(nèi)和發(fā)酵液中的濃度比較低,難以獲得理想的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用高密度發(fā)酵不但可獲得較高的生物量,而且可顯著提高目的基因表達(dá)產(chǎn)物的濃度。高密度發(fā)酵對(duì)發(fā)酵設(shè)備有較高的要求,而且對(duì)發(fā)酵條件也有非常高的要求。影響高密度發(fā)酵的因素非常多,如細(xì)菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、發(fā)酵過(guò)程中生長(zhǎng)抑制物的積累、溶氧濃度、培養(yǎng)溫度、發(fā)酵液的pH值、補(bǔ)料方式及發(fā)酵液流變學(xué)特性等。利用一般的發(fā)酵工藝生產(chǎn)大腸桿菌或以其組37大腸桿菌高密度培養(yǎng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是代謝副產(chǎn)物乙酸積累所引起的抑制和毒害作用。預(yù)防措施:1、通過(guò)控制比生長(zhǎng)速率來(lái)減少乙酸的產(chǎn)生:比生長(zhǎng)速率越高,乙酸產(chǎn)生越多,當(dāng)比生長(zhǎng)速率超過(guò)某個(gè)值時(shí),乙酸開(kāi)始產(chǎn)生。可以通過(guò)降低溫度,調(diào)節(jié)酸堿度,控制補(bǔ)料等方法來(lái)降低比生長(zhǎng)速率。2、透析培養(yǎng):在大腸桿菌的培養(yǎng)過(guò)程中可以用透析技術(shù)除去發(fā)酵液中的有害物質(zhì),降低乙酸含量從而實(shí)現(xiàn)重組菌的高密度發(fā)酵和產(chǎn)物的表達(dá)。3、控制葡萄糖的濃度:葡萄糖是大腸杄菌發(fā)酵過(guò)程中重要的碳源之一,用其作碳源是要將其控制在一個(gè)較低的水平上,以減少乙酸的產(chǎn)生。大腸桿菌高密度培養(yǎng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是代謝副產(chǎn)物38培養(yǎng)基選擇LB培養(yǎng)基(種子培養(yǎng)基):胰蛋白胨5g,酵母粉2.5g,NaC15g,溶于500mlH20,NaOH調(diào)節(jié)pH7.0,ΣL三角瓶裝,滅菌鍋濕熱高壓滅菌121℃,20min,室溫保存TB培養(yǎng)基(發(fā)酵培養(yǎng)基):胰蛋白胨240g,酵母粉480g,甘油80g,消泡劑1m1溶于H20,定容至19L,B.Braun發(fā)酵罐在位滅菌121℃,15min培養(yǎng)基選擇39培養(yǎng)基配制配制種子固體培養(yǎng)基100mL,分裝試管,0.1MPa滅菌20min,然后擺成斜面。配制種子培養(yǎng)液600mL,分裝50mL于一個(gè)250mL三角瓶中(作一級(jí)種子瓶),余下550mL平均分裝于三個(gè)500mL三角瓶中(作二級(jí)種子用),同上滅菌。培養(yǎng)基配制40培養(yǎng)方式微生物的培養(yǎng)方式主要有分批、連續(xù)和補(bǔ)料分批3種。大腸桿菌發(fā)酵大多采用補(bǔ)料分批培養(yǎng),這是在現(xiàn)代發(fā)酵工藝得到優(yōu)化的一種方式,能有效的優(yōu)化微生物培養(yǎng)過(guò)程中的化學(xué)環(huán)境。使微生物處于最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。這種方式方面可以避免某些營(yíng)養(yǎng)成分初始濃度過(guò)高出現(xiàn)底物抑制現(xiàn)象,另一方面能夠防止限制性營(yíng)養(yǎng)成分被耗盡而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的形成。補(bǔ)料分批培養(yǎng)已廣泛應(yīng)用于各種各樣的初級(jí)、次級(jí)生物產(chǎn)品和蛋白等的發(fā)酵生產(chǎn)中。培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分過(guò)高會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),采用流加補(bǔ)料是提高細(xì)胞濃度和外源蛋白產(chǎn)量的有效方式,高密度培養(yǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)限制性底物的流加速率來(lái)調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)。培養(yǎng)方式41培養(yǎng)條件1、溫度:36~38℃2、pH:73、攪拌速率:100~200r/min4、溶氧:20~50%5、通風(fēng):2~3Lmin6、接種量:1~2%培養(yǎng)條件42大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件43大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件44大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件45大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件46大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件47大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件48大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件49大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件50大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件51大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件52大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件53大腸桿菌培養(yǎng)基的優(yōu)化及發(fā)酵罐操作課件54大腸桿菌培養(yǎng)基的