Cuando se cultiva E. coli en un fermentador, generalmente se utilizan medios de fermentación específicos, que se optimizan de acuerdo con las necesidades de crecimiento y el propósito de producción de E. coli. Los siguientes son algunos medios de fermentación comunes y sus fórmulas: los medios de fermentación comunes de E. coli incluyen principalmente los siguientes tipos:

1. medio LB (lysogeny broth)

El medio LB es un medio de cultivo común de Escherichia coli, adecuado para el crecimiento, mantenimiento y cultivo a gran escala de Escherichia coli.

Ingredientes principales:

·Triptona: 10 g / L

·Extracto de levadura (yeast extract): 5 g / L

·Cloruro de sodio (nacl): 10 g / L

Características:

·Rico en nutrientes y adecuado para el rápido crecimiento de E. coli.

·Se puede agregar Agar para hacer un medio sólido.

2. medio tb (terrafic broth)

El medio de cultivo tb contiene más nutrientes que el medio LB y es adecuado para la fermentación de alta densidad.

Ingredientes principales:

·Triptona: 12 g / L

·Extracto de levadura (yeast extract): 24 G / L

·Glicerol: 4 ml / L

·Fosfato de dihidrógeno de potasio (kh2po4): 12,54 G / L

·Fosfato de dihidrógeno de potasio (k2h2po4): 8,56 G / L

·Cloruro de amonio (nh4c1): 3,4 G / L

Características:

·Proporciona nutrientes más altos y es adecuado para el Cultivo celular de alta densidad.

·Comúnmente utilizado en la expresión de proteínas y la producción a gran escala.

3. medios de cultivo sob:

Adecuado para la expresión de proteínas de E. coli, puede aumentar la producción de proteínas y también se utiliza para preparar medios de cultivo soc.

Ingredientes principales:

·Triptona al 2%

·0,5% extracto de levadura

·NaCl de 10 mM

·KCl de 2,5 mM

·10 mM de MgCl2

·MgSO4 de 10 mM

·pH 7,5

Características:

·La composición es más compleja, la nutrición es más rica y el contenido de nitrógeno es alto, lo que es adecuado para experimentos de biología molecular.

4. medios soc:
Se utiliza principalmente en la preparación y transformación de células receptoras de E. coli, que pueden mejorar la eficiencia de la transformación y también son adecuadas para la expresión de proteínas.

Ingredientes principales:

·Triptona al 2%

·0,5% extracto de levadura

·NaCl de 10 mM

·KCl de 2,5 mM

·10 mM de MgCl2

·MgSO4 de 10 mM

·20 mm D - glucosa

·pH 7,5

Características:

·La glucosa se añade al medio sob, proporcionando una fuente directa de carbono que favorece el crecimiento de E. coli.

5. medio m9

El medio m9 es un medio básico que generalmente se utiliza para necesidades experimentales específicas, como el cultivo de cepas de defectos nutricionales.

Ingredientes principales:

·葡萄糖 (Glucosa): 4 g/L

·Cloruro de amonio ((nh4c1): 1 G / L

·Cloruro de sodio (nacl): 0,5 g / L

·Fosfato de dihidrógeno de potasio (kh2po4): 3G / L

·Fosfato de dihidrógeno de sodio (na2h2po4): 6,78 G / L

·Sulfato de magnesio (mgso4): 0241 G / L

·Cloruro de calcio (cacl2): 0011 G / L

Características:

·Los nutrientes son relativamente simples y se utilizan comúnmente en la investigación básica o en experimentos que requieren un control estricto de las condiciones nutricionales.

6. medio de cultivo 2xyt

El medio de cultivo 2xyt es una variante del medio de cultivo lb, que contiene nutrientes más altos y es adecuado para cultivos de alta densidad.

Ingredientes principales:

·Triptona: 16 g / L

·Extracto de levadura (yeast extract): 10 g / L

·Cloruro de sodio (nacl): 5 g / L

Características:

·Rico en nutrientes y adecuado para el cultivo de Escherichia coli de alta densidad.

Complementos:

Durante la fermentación de E. coli, también puede ser necesario agregar los siguientes suplementos:

·Antibióticos: para la selección de cepas resistentes.

·Inductores: como iptg, para inducir la expresión de proteínas recombinantes.

·Oligoelementos y soluciones vitamínicas: se utilizan para apoyar el crecimiento celular.

Durante el proceso de fermentación, la fórmula y las condiciones del medio de cultivo (como ph, temperatura, oxígeno disuelto, etc.) deben ajustarse de acuerdo con el propósito experimental específico y los requisitos de producción. Por ejemplo: si es necesario llevar a cabo una fermentación de alta densidad, es necesario aumentar la cantidad de sulfato de magnesio. la adición de suplementos al polvo de inmersión de levadura adecuado puede aumentar el ciclo de fermentación, y la adición de sulfato de amonio puede aumentar la concentración de bacterias. El proceso de fermentación debe llevarse a cabo en estrictas condiciones estériles y los parámetros del proceso de fermentación deben ser monitoreados para garantizar que la fermentación alcance los resultados deseados.

El proceso de desarrollo del proceso de fermentación de E. coli generalmente incluye los siguientes pasos clave:

1. construcción de cepas:

En primer lugar, es necesario seleccionar una excelente cepa, incluido el diseño de la ruta de ingeniería genética, la transformación y selección de la cepa, la exploración de las condiciones de agitación de la botella, etc.

2. optimización del medio de cultivo:

El medio de cultivo es una parte importante del proceso de fermentación de E. coli. Es necesario ajustar la fórmula del medio de cultivo de acuerdo con los requisitos de diferentes cepas y productos, y comprender mejor los componentes del medio de cultivo. se puede realizar un cribado de due. los principales componentes incluyen la proporción de combinación de fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno, sales inorgánicas y factores de crecimiento.

3. optimización y control de los parámetros del proceso:

Temperatura: la temperatura óptima para el crecimiento de E. coli suele ser de 37 ° c, pero el rango de temperatura se puede ajustar adecuadamente de acuerdo con el propósito de fermentación y las características de la cepa.

Ph: el pH óptimo para el crecimiento de E. coli es de 7 ± 0,2. Durante el proceso de fermentación, es necesario mantener la estabilidad del pH del caldo de fermentación a través de la estrategia de reabastecimiento ácido - base.

Oxígeno disuelto (do): el rango crítico de concentración de oxígeno disuelto de E. coli es del 20% al 30%. La falta de oxígeno disuelto puede causar acumulación de ácido acético y afectar el crecimiento de bacterias; El exceso de oxígeno disuelto puede producir intoxicación por oxígeno. Por lo tanto, es necesario controlar el nivel de oxígeno disuelto ajustando parámetros como la velocidad de agitación y la ventilación.

Estrategia de reabastecimiento: elija la fermentación por lotes de reabastecimiento para lograr la fermentación de alta densidad de E. coli y obtener más biomasa. En el proceso de reabastecimiento, es necesario monitorear el consumo de nutrientes en el caldo de fermentación en tiempo real, desarrollar el proceso de reabastecimiento y determinar el tipo y el tiempo de reabastecimiento y la cantidad de reabastecimiento.

Durante el desarrollo del proceso de fermentación, se pueden utilizar software similar como minitab o JMP para diseñar métodos experimentales de Doe para acelerar el proceso experimental y encontrar parámetros de proceso mejores y más sólidos.