[发明专利]利用活细胞传感仪在线监测培养液电导率进行生产的方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物培养技术领域，特别是一种利用活细胞传感仪在线监测培养液电导率进行生产的方法。

背景技术

紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,也是惟一可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。

人们获得紫杉醇的方法主要包括天然提取和生物发酵，天然提取方法产量低，工作强度大，污染严重。而生物发酵方法的关键在于红豆杉细胞的生长速率的控制。现有的生物发酵方法只限于实验室，只能通过酶来提高紫杉醇的产量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用活细胞传感仪在线监测培养液电导率进行生产的方法，通过活细胞传感仪监测培养液的电导率来控制红豆杉细胞的生长速率从而指导紫杉醇的生产。

本发明采取的技术方案是：

 一种利用活细胞传感仪在线监测培养液电导率进行生产的方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）在搅拌罐中注入一定量的培养基，保持搅拌罐的温度、搅拌速率；

（2）在搅拌罐内均匀倒入细胞培养物，所述细胞培养物的量小于所述培养基的量；

（3）通过活细胞传感仪的活细胞电极采集培养液的电导率，记录为初始电导率，根据初始电导率确定一个基准电导率范围；

（4）采集培养液的实时电导率，当实时电导率低于基准电导率范围时，在所述培养液中增加元素溶液，使实时电导率维持在基准电导率的范围中；

（5）培养细胞，在培养液中加入Ag+离子；

（6）培养细胞，在培养液中加入MeJA溶液；

（7）培养细胞，在培养液中加入环糊精溶液；

（8）控制培养液中的残糖量；

（9）生成产品。

进一步，所述细胞培养物为红豆杉细胞培养物，所述产品为紫杉醇。

进一步，所述第（1）步中培养基的量为2L，第（2）步中细胞培养物的量为1L。

进一步，所述第（1）步中搅拌罐的温度为25±0.2℃，搅拌速率75rpm。

进一步，所述第（5）的培养细胞时间为30小时；所述第（6）步的培养细胞时间为250小时；所述第（7）步的培养细胞时间为170小时。

进一步，所述第（8）步中，通过补加50%蔗糖溶液保持培养液中的残糖量在30 ± 2g/L。

本发明的有益效果是：

通过活细胞电导率的在线监测，使红豆杉细胞生产紫杉醇的速率达到最高值。

附图说明

附图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明利用活细胞传感仪在线监测培养液电导率进行生产的方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，通过活细胞电极在线检测培养基的电导率，通过电导率来控制紫杉醇的生产，包括如下步骤：

（1）在搅拌罐中注入一定量的培养基，保持搅拌罐的温度、搅拌速率；

（2）在搅拌罐内均匀倒入细胞培养物，所述细胞培养物的量小于所述培养基的量；

（3）通过活细胞传感仪的活细胞电极采集培养液的电导率，记录为初始电导率，根据初始电导率确定一个基准电导率范围；

（4）采集培养液的实时电导率，当实时电导率低于基准电导率范围时，在所述培养液中增加元素溶液，使实时电导率维持在基准电导率的范围中；

（5）培养细胞，在培养液中加入Ag+离子；

（6）培养细胞，在培养液中加入MeJA茉莉酸甲酯溶液；

（7）培养细胞，在培养液中加入环糊精溶液；

（8）控制培养液中的残糖量；

（9）生成产品。

下面通过实验过程对本发明作详细说明。本发明是利用活细胞传感仪在线监测培养液中电导率，并且利用在线反馈控制电导率水平的方法来提高红豆杉细胞的生长速率和生产紫杉醇的能力。其中活细胞电极能检测到培养液中活细胞量（用电容值来表征）和电导率值，利用培养基的大量元素成分进行补加，来控制培养体系中的电导率的值。通过维持整个发酵过程中的电导率值来达到提高红豆杉细胞的生长速率和紫杉醇的产量的结果。

实验中运用到的具体仪器及试剂如下：

表一：试剂