选择培养基 Bioprocess Insights | 连续生物工艺之灌流培养基的选择

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连续生产已经在食品和化工生产中应用多年，由于其高效、快速和更加稳定的特点，近年来越来越受到制药行业的重视。FDA一直倡导并鼓励制药公司应用更有效的制药工艺，包括鼓励制药公司将连续生产作为提高治疗效果的有效途径之一。边肖无能，我想分几期和朋友讨论一下连续生物技术。今天，我给你这个系列的第一篇文章:

一个

主题:上游工艺灌注介质的选择

灌注培养概述

随着单克隆抗体药物产业的发展，人们通过不断改进设备和生产工艺来提高单克隆抗体的产量和质量。目前，传统的补料分批培养在工业生产中仍占主导地位，而对于一些不稳定的蛋白质或对产品质量有特殊要求的蛋白质，灌注培养有利于保持产品质量。灌注培养通过增加细胞密度和优化培养环境，可以提高产品产量，减小设备尺寸，提高单位体积产量。

灌注培养模式

早期灌注培养主要应用于贴壁细胞，包括培养基空纤维膜生物反应器和固定床(Disc)。

目前在单克隆抗体和重组蛋白的生产中，主要采用悬浮细胞的灌注培养，利用高效的截留设备可以大大提高细胞密度。介质空纤维系统甚至可以同时具有澄清过滤或超滤功能。主要的拦截系统有超声波拦截、TFF拦截、ATF拦截。

超声波截取装置的末端是开放的(图1)，依靠超声波截取所有细胞。理论上可以无限培养，国内已经有300多例了。

图1生物传感器图2 TFF图3自动变速箱油

TFF(切向流过滤，图2)和ATF(交替切向流，图3)是介质空纤维系统的示意图。中空纤维体系可使密度提高到2× 10 8个/ml以上，表达量可达50g/L以上..

灌注介质的选择

在灌注培养过程中，如何平衡产品(产量/质量)和培养基的量是大家研究的主要课题。选择合适的培养基可以体现灌注培养的最大优势。目前灌注介质主要有:商用、自制配方、厂家专门定制的介质。

现有灌注培养项目中使用的商业培养基包括CHO-S-SFM二号、SFM4CHO、CDM4PerMab和ActiPro(含细胞助推器5或7)。通用电气与客户合作，通过使用商业培养基HyCell和ActiPro开发了许多灌注细胞培养项目。

在选择合适的灌注介质时，我们通常会经历以下步骤:

a.

首先筛选基础培养基，选择最佳基础培养基；

b.

设定不同的细胞特异性灌注率(CSPR)，并为每个cspr维持培养3-5天；

c.

上清液分析确认主要营养物质的消耗，最后加入一定比例的饲料形成灌注培养基；

d.

基础培养基与饲料的比例和灌注率在实际灌注培养中得到验证和进一步优化。

实际案例

在WAVE 25系统上，使用acti ho平台(acticho p培养基、acti ho饲料a和acti ho饲料b)培养基进行灌注培养基的优化。

灌注

稳态条件

步骤1

图4实验策略图解

在稳态方法中

用大肠杆菌进行灌流培养，研究了不同条件下培养基中营养成分的变化。每次cspr保持3天后，取样进行检测。

废媒体分析和

新媒体设计

步骤2

采集样品进行上清液分析，观察氨基酸等营养素的比例变化。灌注培养基通过添加一定比例的补充剂进行优化。

根据乳酸菌饲料A和乳酸菌饲料B的营养成分，最终在乳酸菌饲料P中添加7%乳酸菌饲料A和1%乳酸菌饲料B作为灌注培养基。

灌注中的培养基验证

步骤3

图5以1 RV/d的速度进行灌注运行，以确定最大性能

通过灌注培养基确认培养物，并将灌注速率设定为1 RV/d(反应器体积/天)。根据培养结果，选择蓝色部分作为最佳操作窗口(CV >: 50 MVC/mL，CSPR≈20 pL/c/d，qP≈30 pcd)。

稳态下的确认

步骤4

图6 cspr = 20 pl/c/d时的稳态条件

在灌注速率维持在1 RV/d的条件下，通过定期放细胞，使密度维持在50MVC/ml左右，使池内条件达到相对稳定的状态，培养时间在允许范围内延长，最大限度地利用培养基和硬件设备，使效益最大化。

总结

随着生物制药行业的发展，灌注文化越来越被大家所接受。随着设备和培养基的不断升级，灌注培养在许多方面显示出其优势，并将在生物制药行业发挥重要作用。