酸素は好気性培養に不可欠な基質であり、細胞の成長、生産性、および代謝活動に直接影響を与えます。 ただし、水溶液への溶解度が限られているため、最適な培養性能を維持するには、継続的かつ効率的な酸素供給が不可欠です。 これは理解し、制御することを必要とします最大酸素転送容量 (OTRmax)バイオリアクターまたは振动システム内。
OTRmaxとは何ですか?
OTRmax (最大酸素移动率)とは、特定のシステム内で酸素が気相から液相に移動できる可能な最高速度を指します。通常は、シェイクフラスコまたはバイオリアクターです。 これは通常、1時間あたり1リットルあたりの酸素のミリグラムまたはミリモル (たとえば、mg/L/hまたはmmol/L/h) として表されます。
ガス状酸素が培地に溶解すると、微生物または細胞の呼吸に利用できるようになります。 細胞がこの溶存酸素を消費する速度は、酸素の取り込み率 (私達)をご参照ください。 OURがOTRmaxを超えると、培養は酸素制限状態になり、酸素の利用可能性が成長と代謝のボトルネックになります。 この現象は、生産性と細胞の生存率に悪影響を与える可能性があります。
OTRmaxはなぜ重要なのですか?
培養物の酸素需要を超えるOTRmaxを維持することは、次のプロセス開発を成功させるために重要です。
医薬品生産
バイオテクノロジーアプリケーション
食品と発酵の研究
アカデミックおよび産業R & D
システムのOTRmaxを理解すると、次のことができます。
酸素制限を予測して回避する
揺れや通気条件を最適化する
メディアのパフォーマンスを比較する
スケールアッププロセスをより効果的に
OTRmaxを計算する方法
によって提案された広く受け入れられたモデルマイヤーら (2016)シェイクフラスコシステムでOTRmaxを計算する実用的な方法を提供します。 モデルはいくつかの重要なパラメータを考慮に入れます。
ソリューションの浸透性
振动周波数 (rpm)
カルチャーボリューム
軌道の揺れの直径
フラスコ直径
周囲圧力 (pR) 、通常1 bar
空気中の酸素のほくろ分率 (yO2) 、通常0.21
この方程式により、研究者はさまざまな培養条件下および培地製剤下でOTRmaxを推定することができます。
例: CHO細胞栽培
を使用して例を考えてみましょう中国のハムスター卵巣 (CHO)セル:
フラスコ: 250 mLシェイクフラスコ
ミディアム: ProCHO™5
ボリューム: 40 mL
揺れ: 150 rpm、50 mm軌道直径
これらの条件の下で、OTRmax = 10.5 mmol/L/hをご参照ください。
今、ユーザーがExpiCHO™安定した生産媒体30 mLの減らされ、より低い浸透率 (0.350から0.295 Osmol/kg) で、OTRmaxは13.3 mmol/L/hに増加しますをご参照ください。 これは、培地の組成と培養量が酸素移動能力にどのように大きな影響を与えるかを示しています。
OTRmax計算の簡素化
ユーザーの文化の最適化を支援するために、便利なOTRmax計算機ミニプログラム当社のウェブサイト上で。 特定の文化パラメータを入力するだけで、さまざまな条件でOTRmaxの正確な推定値を受け取ります。
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