用語集
「溶存酸素」とは？
別名・英語表記：DO ／ 溶存酸素（DO）
培養液に溶けている酸素の濃度。細胞の呼吸を支えるため一定に保つ制御対象。
別名・英語表記：DO ／ 溶存酸素（DO）
培養液に溶けている酸素の濃度。細胞の呼吸を支えるため一定に保つ制御対象。
溶存酸素（DO）とは、培養液に実際に溶け込んでいる酸素のことで、細胞が利用できるのはこの形の酸素だけです。培養が進んで細胞が増えるほど消費量が増す一方、供給が追いつかなければDOは低下し、代謝の乱れや収量・品質の悪化に直結するため、製造工程における重要な制御対象となっています。
DOを低く保ちすぎると細胞の代謝が乱れ、収量や品質に直結する影響が出ます。一方、高く保ちすぎると活性酸素種の負担が増します。そのため目標値は通常、空気飽和の30〜50%程度に設定され、その範囲に収め続けることが求められます。「一定に保つ」とは、細胞が増えるにつれ刻々と大きくなる消費量に対して、供給を常に釣り合わせ続けることにほかなりません。
酸素の供給速度（OTR）はkLa×（飽和濃度−現在のDO）で決まり、kLaは気泡の細かさ、ガス流量、撹拌によって変化します。実際の制御はDOプローブによる連続測定をもとに、撹拌回転数、ガス流量、酸素富化という順のカスケードで供給量を調整します。スケールが大きくなるほど混合や酸素勾配の問題が無視できなくなるため、工学的な設計の難度も上がります。
フェドバッチ培養では、基質が尽きると細胞の消費が一時的に落ち、DOが上昇するスパイクが現れます。この「DOのスパイク」を基質枯渇のサインと読み取り、DOが上がったタイミングでフィードを投入する制御が用いられます。DOを消費・供給の指標としてだけでなく、培養状態を推し量るシグナルとしても活用できる点が、この計測値の実用的な価値のひとつです。
この定義はProglenth編集部が一般的・基礎的な内容として整理したものです。実際の管理基準・要件は製品・企業・各極の規制により異なります。 正確な運用は各極の薬局方・ガイドライン（ICH／GMP等）やメーカーの一次情報をご確認ください。