一次性生物反應器培養系統規模化擴培方法
瀏覽次數:250 發布日期:2022-7-4
來源:蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司
充足的氧氣供應對于細胞周期中所有能量消耗過程的正常運行至關重要。一
次性生物反應器在實驗室規模化培養動物細胞中的應用主要表現在細胞培養過程中的有效通氣是實現高細胞密度和高產品濃度的一項要求。一次性生物反應器可確保在1 升規模的動物細胞培養過程中提供充分的氧氣供應和高生產率。
一次性生物反應器培養系統
在受控培養系統中,例如常見的攪拌罐生物反應器,氣體供應自動化控制。通過調整攪拌、充氣速率和/或氧飽和度的特殊控制級聯用于規避氧氣限制。然而,這種控制在普通的實驗室細胞培養設備中是不可用的,這些設備主要由易于使用和低成本的設備組成。這些設備中的大多數是表面充氣的,因此受到水平液面的限制。這通常會導致氧氣供應受限;例如,使用傳統的旋轉瓶無法實現最佳細胞密度和產品濃度。
一次性生物反應 器是一種一次性的獨立培養裝置,它是為快速細胞培養而開發的,通過確保充足的氧氣供應而無需使用復雜的設備和高攪拌速率。它易于使用,可實現具有成本效益的實驗室規模細胞培養,建議的工作體積為 1 升。
一次性生物反應器的主要特點是集成的膜曝氣和攪拌系統,可在細胞培養過程中實現氣體傳輸。中空纖維膜纏繞在攪拌棒上,攪拌棒在尖端包含鐵芯。攪拌是通過磁力驅動單元實現的。隔膜泵補充了設置;它將環境空氣通過無菌過濾器送入中空纖維膜。在工作條件下,氧氣和二氧化碳從中空纖維膜擴散到細胞懸浮液中。中空纖維的多重纏繞代表了(活性)曝氣表面的巨大增加。因此,氧氣不會限制細胞生長,與傳統的轉瓶相比,它的生產能力會更強。如果需要特殊氣體,該組件可以放置在培養箱中(例如 CO 2培養箱)。

一次性生物反應器是完全預組裝的。一個特殊的取樣系統可以進行無菌取樣。此外,通過使用 Luer 鎖連接器封閉的備用端口,可以在培養的任何時候喂食。培養瓶本身(總體積,1升)與標準轉子兼容,即細胞懸液可以在培養瓶中離心。如果一次性生物反應器的內容物打算用作大型生物反應器的種子,則培養液可以直接從生物反應器中轉移——例如,通過蠕動泵進行泵送傳遞。
細胞生產能力測試
通過一次性生物反應器中培養草地貪夜蛾Sf9 細胞和中國倉鼠卵巢 (CHO) 細胞。進行生物反應器細胞培養能力的測試驗證。
SF9細胞的培養測試
Sf9培養研究是在 Sf-900 III 培養基(無血清)中于 27 °C 的培養箱中培養 Sf9 細胞(未轉染),將攪拌速率調整為 75 rpm。 0.1 vvm(氣體體積/液體體積/分鐘;放氣速率通過使用培養箱的轉子流量計系統調節)。起始細胞密度為2×10 6 個活細胞/ml。
接種后第4天達到1.66×10 7 個細胞/ml的最大活細胞數。在相同條件下在傳統轉瓶中培養導致細胞密度為 4-5 × 10 6 個活細胞/ml

(上圖為:在 27 °C、75 rpm 和 0.1 vvm 的 Sf-900 III 培養基中批量培養 Sf9 細胞)
CHO細胞的培養測試
通過使用CHO細胞培養基在 37 °C 的 CO 2培養箱中培養 CHO 細胞,CO 2飽和度為 5%。起始細胞密度為1×10 6 個活細胞/ml,攪拌器速度為60 rpm。在一次性生物反應器中培養 CHO 細胞,培養 3 天后最大活細胞數約為4 × 10 6 個細胞/ml,而在傳統轉瓶培養中達到的最大細胞密度為 <2 × 10 6活細胞/ml。在
一次性生物反應器和傳統的轉瓶中,在 proCHO5 培養基中以 37 °C、60 rpm 的速度分批培養 CHO 細胞,通過膜泵進行通氣,并在 5% CO 2飽和度下進行。在一次性生物反應器中培養 Sf9 細胞產生的最大活細胞數比在表面曝氣操作的傳統旋轉瓶中生長的細胞高 > 3 倍。在一次性生物反應器中培養 CHO 細胞時,可以觀察到活細胞數量比在轉瓶中增加了約兩倍。
在其他研究中,一次性生物反應器用于培養鼠雜交瘤細胞。在這些研究中均達到了 3.16 × 10 6 個活細胞/ml 的最大細胞密度,這比傳統的轉瓶 高約2.25 倍。通過這些實驗數據表明,與傳統的旋轉瓶細胞培養相比,一次性生物反應器均提供了較高的細胞密度,實現了不同類型的細胞規模化擴增的新模式。
蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司十三年專注于生物反應器,
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