1. 灭菌前准备
1.1. 溶氧电极准备:
旋开溶解氧电极透析膜,检查内部的电解液是否充足,如不充足,加满电解液,即旋紧透析膜时电解液会溢出即可。如透析膜表面有创伤,则须更换。
1.2. 校准pH电极:
将pH电极线路连接好,开机,准备好蒸馏水洗瓶、pH标准液(以PH值为4和7为例)。按功能键“F”进入pH功能,然后按菜单键“□”到显示Cal,按“+”键选择2,取下电极保护套,将pH电极用蒸馏水清洗,再用滤纸吸干后,置于pH7的标准液中(电极不可与容器接触,电极的透析膜(小白点)须浸没在液面以下),按启动/停止键“⊙”进入校准过程。待pH示数稳定后按“+”/“-”键调节数值至标准液的pH值,按启动/停止键“⊙”储存数值,此时左侧屏幕显示2,右侧显示REF,再将pH电极用蒸馏水清洗在用滤纸吸干后,置于pH4的标准液中,按启动/停止键“⊙”,待pH示数稳定后按“+”/“-”键调节数值至标准液的pH值,按启动/停止键“⊙”储存数值。此时仪器会显示End,pH校准完成。
1.3. 加培养基
取出温度传感器,拔掉接在罐盖上的进水进气快插接口和泵头,取下导热版,将马达传动把手上提,双手提起支架后外移,可取出罐体。再将罐盖上的3个螺栓旋开,取下罐盖将培养基加入,再装回罐盖。
注意:加培养基时需多加少量的水,以平衡灭菌过程的水分散失。建议在加培养基的同时加少量消泡剂,防止暴沸;不打开罐盖,也可以将漏斗置于任意一个开口处,将培养基由漏斗倒入。
1.4. 调整消泡电极高度
松开消泡电极下方的小螺丝(一字螺丝),或是固定环,调节好消泡探头的高度,再将螺丝或固定环旋紧即可。探头下方与液面一般保持3~5cm的距离。
注:该液面是指开启搅拌和通气后的液面。
1.5. 安装pH和溶解氧电极
如果电极过长,则须安装电极适配器(可能有两种)。
将罐盖上相应接口的塞子旋掉。
适配器1:在电极上分别套上:适配器金属环——红色密封圈——白色密封圈(倾斜的一面向上)——黑色密封圈(原来在罐盖的接口内的),确认好电极浸入深度后,将电极适配器的金属环在罐盖上旋紧即可。
适配器2:在电极上分别套上:固定金属环(直接拧紧)——高度调节杆——密封金属环——黑色密封圈(原来在罐盖的接口内的)。持此电极,先将密封金属环在相应接口处拧紧,确认好电极浸入深度后,用配套的内六角将固定金属环固定在高度调节杆上(拧紧顶丝)。
1.6. 安装试剂瓶
将酸、碱、消泡剂等试剂加入到各个试剂瓶中,再将管子接到罐盖的试剂进口,用扎带扎紧,然后把试剂瓶放到支架上,把泵头固定在支架侧面的小孔上。
注意:试剂管子中不能存有试剂。由于挥发性酸、碱或热敏性物质,不可加入试剂瓶与罐体一同灭菌,须单独处理,在罐体灭菌后以无菌操作加入试剂瓶。
1.7. 安装接种口
取下罐盖上的一个塞子和密封圈,放入硅胶隔膜,旋紧固定用适配器,再旋上塞子(塞子不必旋得很紧)。
1.8. 安装采样瓶
将采样瓶的管子和采样管连接好,连接处用扎带扎紧,采样瓶挂于支架上。
1.9. 封口和夹紧
将所有气体进口,用铝箔封好,包括:试剂瓶的滤膜,进气口快插口,搅拌桨接口需用铝箔包裹;pH电极和溶氧电极接口可以用原装螺帽拧紧。将所有没入液面以下的管子引出的软管用止水夹夹紧,包括:通气管子,采样管子,试剂瓶管子。(注:出气口冷却器的滤膜不可密封。)
2. 灭菌和灭菌后安装
2.1. 将组装好的罐体连同支架和试剂瓶一起放入灭菌锅灭菌。
2.2. 灭菌后,待罐体温度降至低于70℃,将罐体和支架放回主机原位上, 将导热块安装回去,拧紧将罐体固定好,再放下搅拌马达传动把手。
2.3. 将所有的铝箔取掉,将pH电极和溶氧电极的螺帽取掉。
2.4. 连接所有传感器:将温度传感器插入至套筒底部,将pH传感器连接线拧紧,将PO2传感器对应接口形状插入并旋转至红色突起可见,将消泡黑色探头插入罐盖的小孔,红色探头插入消泡电极的小孔。
2.5. 将各个蠕动泵的泵头从支架上取下,按照各试剂瓶内所装的溶液,对应酸、碱、消泡、补料插到主机左上相应的位置。用F键进入Minifors主机的泵选项,按菜单键进入每一个蠕动泵的工作模式设定,将每一个蠕动泵的工作模式改为“AUT”(按启动/停止键,可以切换工作模式),同时按“+”键,对应蠕动泵即可手动工作,将试剂瓶中的试剂泵到罐盖接口处。完成该操作之后,将Fed泵的工作模式由“AUT”改为“000”模式。
2.6. 将进气口的快插口插好,出气口冷凝器的进出水口插好。
3. 开启发酵程序和溶解氧电极的校准
3.1. 开机:打开主机的电源开关,开启空压机和气体钢瓶(进气压力为2bar),开启主机进水和出气口冷却器进水。
3.2. 将发酵罐主机的搅拌、温度、pH参数功能开启:按F键切换所选参数,在以上3个参数功能下按启动/停止键“⊙”启动该功能。开启转子流量计到1vvm。
3.3. 启动发酵程序
(1)开启电脑,打开Iris软件,一次点击File→New,选择Labfors 0 后“下一步”,然后在第一个选项中输入此次发酵编号(该编号可以是任意字母或数字),如“E.coli 001”,在第二个选项中选择“inoculation”。
注意:如果需要重复上一次发酵的初始设定进行发酵,可直接在recipe information选项中点选browse, 导入之前完成过的发酵文档。
(2)再点选“下一步”后,选择需要监控的发酵参数,将其移到右边的方框内。并对每个需要控制的参数,输入设定值。输入设定值的方法:单击相应的发酵参数,点选Edit打开其设定对话框,在对话框中将Set point 改为发酵设定值。
(3)再点选“下一步”,再点选“完成”。此时仪器启动发酵程序。
3.4. 校准溶解氧
待温度、搅拌速度、pH的实际值均达到稳定状态,且溶解氧检测值不再变化,即可开始校准溶解氧。校准方法:按功能键“F”进入pO2功能,然后按菜单键“□”到显示Cal,按“+”键选择1,再按启动/停止键“⊙”进入校准过程。然后按“+”/“-”键直接将数值改为100,再按启动/停止键“⊙”确认数值。此时仪器会显示End,pO2校准完成。
4. 接种
将接种口的塞子取下,在接种口内倒入少量酒精,点燃,在点燃期间将已经取好菌液的针筒在火焰上灼烧后,穿刺进硅胶塞,注入菌液,完成后再次倒入少量酒精,点燃灭菌后,将塞子旋上即可。接种后在IRIS软件上点击“针筒”(inoculate)图标,记录接种时刻。
注:酒精点燃也可用医用酒精擦拭代替。
5. 发酵过程控制
除气体流速外,所有发酵参数的控制均为自动完成,只需在软件中更改设定值(set point)即可。消泡(antifoam)无需更改设定值,即可自动工作。
6. 采样
在采样瓶的滤膜处接上针筒,抽吸针筒形成真空,松开采样管的夹子,待菌液被抽出后,将夹子夹紧,可以用无菌操作的方式取掉采样瓶,换上新的采样瓶即可。
注:由于采样管中的菌液与发酵罐中的菌液条件不一致,所以,在每次采样时须先弃掉部分菌液,再进行二次采样,以确保采样的真实性。
7. 停止发酵和清理
8. 查看发酵文档和输出报告
9. 日常维护
9.1. pH电极的维护
9.2. pO2电极的维护
9.3. 密封性和管路的维护
9.4. 搅拌轴承的维护