兰格流体传输解决方案指南，提升发酵罐的实验效率

行业资讯 | Nature：光遗传学技术将酵母变成“生化工厂” 
 

近日美国普林斯顿大学发布新闻公报说，该校研究团队用光控制转基因酵母，让酵母在“繁殖”与“劳动”两种状态之间及时切换，生产化工原料异丁醇，效率可达到以往方法的5倍。

研究人员给酵母植入一个经改造的光敏基因，使其对特定的蓝光敏感。在受到蓝光照射时，酵母会正常生长繁殖，分解葡萄糖生产乙醇，同时抑制异丁醇生产;而在撤除光照后，异丁醇生产线就会启动。让光照时间有恰当的间隔，就可以取得较高的异丁醇产量，同时维持菌群存活。光照的成本低、作用速度快，并且能在任意时刻打开或关闭光源，实现调控。相关论文已经发表在英国《自然》杂志上。
 

发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，通过对具有生物活性的物质（微生物、动植物细胞、酶等）进行大规模的生长培养、从而产生和积累大量人们所需要的代谢产物的过程，称为“发酵”。如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。

其实这些年来，作为流体传输领域*的兰格精密泵为生命科学做出了不少贡献，特别是在发酵应用方面解决了不少挑战！

发酵罐（或各种各样的反应器）是发酵的核心设备，为发酵过程提供良好的反应环境。发酵罐结构主要包括反应容器和控制系统两大部分，反应容器提供发酵过程的反应环境，控制系统将反应环境控制在设定目标值。

一般认为：500L以下的是实验室规模的发酵罐，500L以上是生产规模的发酵罐。

小型发酵罐为生产规模的发酵罐运行提供数据信息，包括：种子的验证、培养基配方的筛选、工艺参数的优化等。因此做好实验室小型发酵罐的发酵是今后投入工业生产的必经之路！

实验室规模的发酵罐一般为每个反应容器配置四路蠕动泵，一般选用固定转速型蠕动泵OEM产品，控制系统通过控制蠕动泵启停时间控制添加量，典型产品是兰格的G*&TH15-12-A。

其中两路蠕动泵添加酸、碱：控制系统通过PH值监测、添加酸或碱的闭环控制，将反应环境的PH值控制在设定目标值。

一路蠕动泵添加消泡剂：控制系统通过泡沫监测、添加消泡剂的闭环控制，将反应环境的泡沫量控制在设定目标值。

另一路蠕动泵则添加培养基：控制系统通过营养水平监测、添加营养试剂的闭环控制，将反应环境的营养水平控制在设定目标值。 
 

实验室小型发酵罐发酵实验时的挑战

在进行发酵罐发酵试验时，发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此，要求发酵培养基的组成应丰富、*，碳、氮源要注意*和迟效的互相搭配，少用*营养，多加迟效营养;还要考虑适当的碳氮比，加缓冲剂稳定pH值;并且还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需要的元素、前体和促进剂等。除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或生长和合成两阶段各需的条件要求不同时，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。

而消泡剂等试剂也是*的，因为在进行发酵实验时，微生物必定会产生代谢产物，这些代谢产物会引起菌液中pH的变化，并且随着发酵的进行，肯定会产生大量的气泡，从而使菌液的溶氧下降，导致菌体无法正常生长繁殖。这时就需要酸碱来调节其pH，用消泡剂来消除大量气泡，使其达到适宜的生长环境。

解决方案

由于实验室规模的发酵罐会进行多种多样的实验，经常需要更换添加液体种类，而兰格蠕动泵传输的液体只接触软管，只需要简单的更换软管就可以满足这种需求，是这类应用的选择。

实验室用小型发酵罐，通常可以采用兰格OEM蠕动泵，体积小巧结构紧凑。中试规模的发酵罐需要的流量较大，可以采用兰格标准台式蠕动泵，既可手动调节，也可以实现远程闭环控制。

生产规模的发酵罐，由于工艺参数已经固定，一般不会更换添加液体种类，会有其它液体添加方式的选择，但蠕动泵依然是其中一种重要的方式，尤其是对剪切力敏感的液体，这类应用一般会选择大流量的蠕动泵。

兰格拥有完整的蠕动泵产品线，包括：台式蠕动泵标准产品、固定转速型蠕动泵OEM产品、用户调速型蠕动泵OEM产品、用户驱动型蠕动泵OEM产品，满足客户的各种需求。