为什么要测定Kla 测定氧传递率的重要性

1、Kla是什么

Kla表示传质系数（Mass Transfer Coefficient，MTC）与溶氧度（Dissolved Oxygen，DO）的乘积。在给定的水下细胞培养条件下，Kla是一个重要的参数，用来表征反应器的氧气传递效率。Kla测定实际上是确定所使用的生物反应器的氧气扩散的速率。

通过将反应器由一个饱和空气环境转变为一个经过多次稀释的空气环境，虽然在保存了DO的前提下，使细胞培养液的DO快速下降，然后测量DO上升的速率，就可以反映出环境氧气向溶液中扩散的能力，即细胞培养液的Kla值。

2、测定Kla的目的

测定Kla的主要目的是通过评估细胞培养液与环境氧气之间的传递动力学，得到最优的生物反应器氧输送设计和操作范围。Kla还可用于确定细胞培养液的氧气耗尽速度，从而优化环境条件，使最终产品（例如蛋白质，抗体等）的产量得到最大化。

此外，Kla还可以用于确定CO2气体的传递动力学，并提供一些重要的参数（如混合时间、池深度等），以便在实际生产过程中对生物反应器进行优化。

3、如何测定Kla值

通常使用溶解氧的下降方法来测定Kla。在这种方法中，通过连续纯化空气的稀释，可以将溶解氧的初始浓度从饱和空气中的范围升高到高于当前溶解氧水平的水平，这种水平比环境的O2水平低。反应器中的pH和温度必须保持高度稳定，确保稀释是唯一的影响因素。在稀释器中形成的稀释空气泡经过滤后再注入反应器中，然后测量反应器中溶氧度的恢复速度。通过对溶氧上升速率的测量来计算Kla值。

4、Kla值的优化

在生物反应器过程中，Kla值的优化对于产品的产量和质量至关重要。当Kla值比最佳值低时，溶氧度受到限制，细胞的生长和代谢能力也降低，从而限制了产量。当Kla值过高时，可能会出现气泡破碎和剧烈气泡运动，从而导致反应器中的机械和剪切应力，从而影响细胞的生长和代谢能力，同样也会影响产量。因此，Kla值的优化是需要注意的问题，以确保最优环境条件下的高产量和高质量。