大腸杆菌常用發酵培養基

在發酵罐中培養(yang) 大腸杆菌時，通常會(hui) 使用特定的發酵培養(yang) 基，這些培養(yang) 基根據大腸杆菌的生長需求和生產(chan) 目的進行了優(you) 化。以下是一些常用的發酵培養(yang) 基及其配方：大腸杆菌常用的發酵培養(yang) 基主要包括以下幾種：

1. LB培養(yang) 基（Lysogeny Broth）

LB培養(yang) 基是常用的大腸杆菌培養(yang) 基，適用於(yu) 大腸杆菌的生長、維持和大規模培養(yang) 。

主要成分：

· 胰蛋白腖（Tryptone）：10 g/L

· 酵母提取物（Yeast Extract）：5 g/L

· 氯化鈉（NaCl）：10 g/L

特點：

· 營養(yang) 豐(feng) 富，適合大腸杆菌快速生長。

· 可以添加瓊脂製成固體(ti) 培養(yang) 基。

2. TB培養(yang) 基（Terrific Broth）

TB培養(yang) 基比LB培養(yang) 基含有更多的營養(yang) 成分，適合於(yu) 高密度發酵。

主要成分：

· 胰蛋白腖（Tryptone）：12 g/L

· 酵母提取物（Yeast Extract）：24 g/L

· 甘油（Glycerol）：4 mL/L

· 磷酸氫二鉀（KH2PO4）：12.54 g/L

· 磷酸二氫鉀（K2H2PO4）：8.56 g/L

· 氯化銨（NH4Cl）：3.4 g/L

特點：

· 提供更高的營養(yang) 物質，適合於(yu) 高密度細胞培養(yang) 。

· 常用於(yu) 蛋白質表達和大規模生產(chan) 。

3. SOB培養(yang) 基：

適用於(yu) 大腸杆菌蛋白表達，能夠提高蛋白產(chan) 出量，也用於(yu) 配製SOC培養(yang) 基。

主要成分：

· 2% 胰蛋白腖

· 0.5% 酵母提取物

· 10 mM NaCl

· 2.5 mM KCl

· 10 mM MgCl2

· 10 mM MgSO4

· pH7.5

特點：

· 成分更複雜，營養(yang) 更豐(feng) 富，氮含量高，適合於(yu) 分子生物學實驗。

4. SOC培養(yang) 基：
主要用於(yu) 大腸杆菌感受態細胞的製備和轉化，能夠提高轉化效率，也適用於(yu) 蛋白表達。

主要成分：

· 2% 胰蛋白腖

· 0.5% 酵母提取物

· 10 mM NaCl

· 2.5 mM KCl

· 10 mM MgCl2

· 10 mM MgSO4

· 20 mM D-葡萄糖

· pH7.5

特點：

· 在SOB培養(yang) 基的基礎上增加了葡萄糖，提供了直接的碳源，有利於(yu) 大腸杆菌生長。

5. M9培養(yang) 基

M9培養(yang) 基是一種基本培養(yang) 基，通常用於(yu) 特定的實驗需求，如營養(yang) 缺陷型菌株的培養(yang) 。

主要成分：

· 葡萄糖（Glucose）：4 g/L

· 氯化銨（(NH4Cl）：1 g/L

· 氯化鈉（NaCl）：0.5 g/L

· 磷酸氫二鉀（KH2PO4）：3g/L

· 磷酸二氫鈉（Na2H2PO4）：6.78 g/L

· 硫酸鎂（MgSO4）:0.241 g/L

· 氯化鈣（CaCl2）:0.011 g/L

特點：

· 營養(yang) 成分較為(wei) 簡單，常用於(yu) 基礎研究或需要嚴(yan) 格控製營養(yang) 條件的實驗。

6. 2xYT培養(yang) 基

2xYT培養(yang) 基是LB培養(yang) 基的變種，含有更高的營養(yang) 成分，適合於(yu) 高密度培養(yang) 。

主要成分：

· 胰蛋白腖（Tryptone）：16 g/L

· 酵母提取物（Yeast Extract）：10 g/L

· 氯化鈉（NaCl）：5 g/L

特點：

· 營養(yang) 豐(feng) 富，適合於(yu) 高密度大腸杆菌培養(yang) 。

補充物：

在大腸杆菌發酵過程中，還可能需要添加以下補充物：

· 抗生素：用於(yu) 選擇抗性菌株。

· 誘導劑：如IPTG，用於(yu) 誘導重組蛋白的表達。

· 微量元素和維生素溶液：用於(yu) 支持細胞生長。

在發酵過程中，培養(yang) 基的配方和條件（如pH、溫度、溶解氧等）需要根據具體(ti) 的實驗目的和生產(chan) 要求進行調整。比如：如果需要進行高密度發酵，需要增加硫酸鎂的量，補料加入合適酵母浸粉可以加提高發酵周期，加入硫酸銨可以提高菌濃。發酵過程應在嚴(yan) 格的無菌條件下進行，並監控發酵過程的各項參數，以確保發酵達到預期的結果。

大腸杆菌發酵工藝開發流程通常包括以下幾個(ge) 關(guan) 鍵步驟：

1、菌株的構建：

首先需要選擇一個(ge) 優(you) 良的菌株，包括基因工程路線設計、菌株改造與(yu) 篩選、搖瓶條件摸索等。

2、培養(yang) 基的優(you) 化：

培養(yang) 基是大腸杆菌發酵工藝的重要組成部分。需要根據不同菌株和產(chan) 品要求調整培養(yang) 基配方，對培養(yang) 基成份比較了解，可以進行DOE篩選，主要成分包括碳源、氮源、無機鹽和生長因子等的搭配比例。

3、工藝參數優(you) 化與(yu) 控製：

溫度：大腸杆菌生長的最佳溫度通常為(wei) 37℃，但根據發酵目的和菌種特性，可以適當調整溫度範圍。

pH值：大腸杆菌最適生長的pH值為(wei) 7±0.2。發酵過程中需要通過酸堿補料策略維持發酵液的pH值穩定。

溶氧（DO）：大腸杆菌的臨(lin) 界溶解氧濃度範圍為(wei) 20%~30%。溶氧不足會(hui) 導致乙酸積累，影響菌體(ti) 生長；溶氧過高則可能產(chan) 生氧中毒現象。因此，需要通過調節攪拌轉速、通氣量等參數來控製溶氧水平。

補料策略：選擇補料分批式發酵，以實現大腸杆菌的高密度發酵和獲得更多的生物質。補料過程中需要實時監測發酵液中的養(yang) 分消耗情況，進行補料工藝的開發，確定補料種類與(yu) 補料時間與(yu) 補料量。

    發酵工藝開發過程中可以采用minitab或者JMP等類似軟件進行DOE的實驗方法設計，以加快實驗過程，找到更好更穩健的工藝參數。