Optimale startkoncentrationer af magnesiumsulfat, ammoniumsulfat, ammoniumchlorid og vitaminer i E. coli high-cell-density fermentering

Der findes ingen enkelt litteraturkilde, der angiver en universel 'bedste' startkoncentration for magnesiumsulfat, ammoniumsulfat, ammoniumchlorid og vitaminer i E. coli high-cell-density fermentering. I stedet præsenterer vi typiske arbejdsområder fra velkendte definerede og semi-definerede medier, som ofte anvendes som udgangspunkt.

Generelt anvendes ammoniumsulfat eller ammoniumchlorid hver for sig som uorganisk kvælstofkilde, ikke begge samtidigt. I M63-mediet bruges (NH4)2SO4, i M9-mediet bruges NH4Cl . Hvis ammoniakvand (NH4OH) anvendes til pH-kontrol, kan en del af kvælstofbehovet dækkes via tilsætningen, så startkoncentrationen i batchmediet kan være lavere.

Komponent	Medium / Reference	Startkonc. (g/L)	Ca. mM	Bemærkninger
MgSO4	M9/M63 minimalmedier	0,12 (vandfrit) eller 0,25 (MgSO4·7H2O)	~1 mM	Typisk startværdi; semi-defineret medium bruger MgSO4 0,24 g/L
MgSO4	Semi-defineret højcelletæthedsmedium for E. coli DH5α	0,24	~0,97–2,0 mM (afhænger af hydratform)	Angives ikke som hydrat i kilden, så omregning er usikker
(NH4)2SO4	M63 minimalmedium	2,0	~15,1 mM (som (NH4)2SO4); ~30,3 mM NH4+	Typisk for medier med ammoniumsulfat
NH4Cl	M9 minimalmedium	1,0	~18,7 mM	Typisk for medier med ammoniumchlorid
NH4Cl	Semi-defineret højcelletæthedsmedium	1,5	~28,0 mM	Indeholder også glucose, fosfatbuffer, NaCl, MgSO4 og gærekstrakt
Vitaminer: thiamin-HCl (B1)	E. coli high-density fed-batch applikationsnote	Stamopløsning: 5 g/L	Utilstrækkelige data	Arbejdskoncentrationen i mediet er ikke angivet i kilden
Vitaminer: gærekstrakt	Semi-defineret højcelletæthedsformulering	12	Ikke relevant	Gærekstrakt er en kompleks kilde; kan ikke omregnes til enkeltvitamin

Praktiske anbefalinger til startkoncentrationer

• MgSO4: 1–2 mM (svarende til ca. 0,12–0,25 g/L afhængigt af hydratform) .
• NH4Cl: 19–28 mM (1,0–1,5 g/L) .
• (NH4)2SO4: ca. 15 mM (2,0 g/L) .
• Vitaminer: Ved brug af defineret medium kan thiamin-HCl tilsættes, men den optimale arbejdskoncentration bør bestemmes eksperimentelt (f.eks. via DOE), da litteraturen ikke giver et sikkert interval . Alternativt kan gærekstrakt (5–12 g/L) anvendes som kompleks kilde til vitaminer og vækstfaktorer .

I high-cell-density fed-batch-processer er startkoncentrationen af kvælstof i batchmediet ofte ikke kritisk, da størstedelen af kvælstoffet tilføres via fodringsstrategien og pH-kontrol (f.eks. med NH4OH) .