小中大以下是个人浅见,未必正确,仅供参考。
1、溶氧需求是个变化的过程
完整的细胞培养过程(无论batch、Fed Batch还是Prefusion)中溶氧的需求应该是一个变化的过程。
因为,从细胞接种后,发酵罐的细胞总数、代谢活力会逐渐增加。此时耗氧量会逐步上升。当进入蛋白表达期后,通常由于降温的作用,细胞进入稳定期不再增殖,耗氧量日趋平缓,甚至下降。
以上过程,如果使用三角瓶或简单的一次性反应器(如WAVE 20/50)批式培养,溶氧值的变化,会更为直观的体现出来:先下降后稳定,最后稍显升高。
2、DO的绝对值不重要、DO的变化才是关键
动物细胞对氧气的比消耗速率可以认为是个常数(当然也受代谢的影响),目前产业化流加培养的细胞密度1-2*10E7/ml,与微生物发酵的细胞密度相比(酵母、大肠等),存在数量级的差距。因此,一般情况下,溶氧的需求不是细胞大规模培养的限速步骤。对于灌注培养,虽然细胞密度相对较高(N*10E8/ml),溶氧需求也可以通过通入空气、氧气的混合气体来满足。
以上这些,只要在发酵罐上设定溶氧控制范围,保证氧气钢瓶有足够的分压,便可通过反应器期内部的PID程序实现DO的精确控制(一般60~80%)。
值得注意的,DO的剧烈波动会影响细胞的活性、产物的质量。前者是笔者有经验之谈。后者可见大量文献报道,DO对糖基化程度的影响。
3、回到初始问题,培养过程中溶氧不足。我觉得是否可以先从反应器上找原因