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      使用微載體生物反應器規?;瘮U增 Vero 細胞的方法

       更新時間:2023-02-10 點擊量:664

            絕大多數貼壁 Vero 細胞擴增培養都是使用微載體技術在攪拌式細胞生物反應器中進行的。在這里,細胞附著在微載體上,微載體被設計成在攪拌培養中保持懸浮。
      微載體的種類很多,主要分為固體和大孔兩種,表面性質不同。幾項研究比較了不同類型的微載體用于 Vero 細胞的繁殖. 目前多數使用Cytodex 1 微載體 . Cytodex 1 微載體是基于葡聚糖的固體微載體,顯示帶電表面,平均直徑為 180 μm左右。 近年來,國內生產的DISKS片狀載體孔徑只有15μm,單層厚度約0.44mm,可以維持較好的營養物質交換環境,并且減少細胞代謝有害物質的積累,較適宜哺乳動物貼壁細胞的生長。
              微載體培養可以在不銹鋼微載體培養生物反應器中進行。使用生物反應器的優勢之在于其工藝參數可以放大到更大尺寸的生物反應器。生產階段通過使用更大體積的發酵罐連續培養可以降低運營成本。此外,生物反應器用于動物細胞培養的用途已經建立,具有許多不同的配置,適用于大規模操作。
      此外,細胞生物反應器提供了應用廣泛的過程分析技術和過程控制策略的選擇。一個關鍵點是,以恒定速率控制混合可使培養物保持均勻。細胞、營養物和溶解氣體分布均勻,較大程度地減少了組件的局部限制,并且可以準確、實時地測量整個過程參數(例如溫度、pH 值、溶解氧)。除了對培養物進行在線監測外,生物反應器甚至還可以在不干擾培養物的情況下對小體積樣品進行離線分析(例如細胞計數、代謝物濃度、葡萄糖乳酸測定等)。
      在大規模細胞擴增的情況下,攪拌槳的剪切力、攪拌速率都會對細胞得生長產生影響。一般來說,攪拌速率需要足夠高以保持微載體懸浮在培養物中并確保均勻混合以及充分的氣體轉移. 同時,攪拌也應保持在低限速,因為過高的攪拌速率會因剪切應力而顯著損害細胞生長。
      貼壁過程中的細胞密度受表面積的限制,而表面積由微載體的總數決定。已經研究了不同濃度的 Cytodex 1 微載體的使用,濃度范圍為 1.5 至 10 g/L。一方面,較高的微載體濃度始終會導致較高的細胞密度,但另一方面會出現氧氣和營養限制等技術挑戰. 例如,在批處理模式下, 在微載體濃度為 2、3 和 6 g/L 時,Cytodex 1 的細胞密度分別達到 2.1 × 10 6、2.6 × 10 6和 3.6 × 10 6 個細胞/mL 。
      相比之下,灌注培養模式具有更高的細胞密度。在灌注過程中,因不斷向培養物中加入新鮮培養基,并以相同的速度去除用過的培養基,這樣可以長時間維持足夠的底物水平以減少和抑制副產物的形成。 據報道,使用灌注培養法在微載體濃度為 2、3 和 10 g/L 時,Cytodex 1 的細胞密度分別為 2.1 × 10 6、4.7 × 10 6和 7.8 × 10 6細胞/mL。通過再循環模式下,細胞密度甚至可以達到 5.5 × 10 6和 10.1 × 10 6 。


      為細胞提供適量的營養是一項復雜的任務,尤其是在高細胞密度的情況下。為降低污染風險,Vero 細胞擴增培養一般使用無血清的培養基。 另外,Vero 細胞培養物中的主要代謝物是葡萄糖、谷氨酰胺、谷氨酸、乳酸和氨。這些代謝產物在細胞擴增培養過程的中后期會嚴重影響到細胞生長。分析培養基的成分消耗和代謝產物乳酸的濃度,有助于及時根據細胞生長狀態調整培養環境參數,評估不同規模、不同培養模式、不同培養策略或不同生物反應器系統之間的差異。例如:德國Biosen C-Line 乳酸分析儀可以在線實時分析培養物的乳酸濃度。
          蘇州阿爾法實驗器材有限公司提供3L/5L/7.5L/15L/40L//50L/75L/150L/200L/500L/2000L等多種規格的不銹鋼生物反應器、微載體生物反應器、籃式生物反應器、細胞生物反應器、微生物發酵罐等,同時提供的德國EKF Biosen C-Line 乳酸分析儀可用于生物反應器內的葡萄糖、乳酸測定。

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