产物形成速率 Q X dt dP = P (14-5) 式中 μ:细胞的比生长速率: S:底物浓度 QS:基质比消耗速率; P:产物浓度; QP:产物比生产速率。 典型的分批培养随时间变化的过程曲线如图 14-3 所示。 由于分批式培养过程的环境随时间变化很大,而且在培养的后期往往会出现营养成分缺 乏或抑制性代谢物的积累使细胞难以生存,不能使细胞自始至终处于最优的条件下生长、代 谢,因此在动物细胞培养过程中采用此法的效果不佳。 2、分批补料式培养(Fed-batch culture) 分批补料式培养是指先将一定量的培养液装入反应器,在适宜的条件下接种细胞,进行 培养,使细胞不断生长,产物不断形成,而在此过程中随着营养物质的不断消耗,不断地向 系统中补充新的营养成分,使细胞进一步生长代谢,直到整个培养结束后取出产物。分批补 料式培养只是向培养系统补加必要的营养成分,以维持营养物质的浓度不变。由于分批补料 式培养能控制更多的环境参数,使得细胞生长和产物生成容易维持在优化状态。 分批补料式培养过程的特征如图 14-4 所示。分批补料式培养的特点就是能够调节培养 环境中营养物质的浓度:一方面,它可以避免在某种营养成分的初始浓度过高时影响细胞的 生长代谢以及产物的形成;另一方面,它还能防止某些限制性营养成分在培养过程中被耗尽 而影响细胞的生长和产物的形成。同时在分批补料式培养过程中,由于新鲜培养液的加入, 整个过程的反应体积是变化的。 图 14-4 流加式培养过程的特征 根据分批补料控制方式不同,有两种分批补料式培养方式:无反馈控制流加和有反馈控 制流加。无反馈控制流加包括定流量流加和间断流加等;有反馈控制流加一般是连续或间断 地测定系统中限制性营养物质的浓度,并以此为控制指标来调节流加速率或流加液中营养物 质的浓度等。由于分批补料式培养的反应体积不断变化,培养过程中的各参数变化可写为 VX dt d VX = ( ) (14-6) mVX dt d VX Y FS dt d VX X S = − − ( ) 1 ( ) / (14-7)