新年第一批細(xì)胞培養(yǎng),交給XDR生物反應(yīng)器來(lái)完成吧!
細(xì)胞培養(yǎng)之熱身運(yùn)動(dòng)做起來(lái)~
細(xì)節(jié)決定成!正式進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)之前的準(zhǔn)備工作是十分重要的。
1) 培養(yǎng)環(huán)境檢查和文件準(zhǔn)備
2) XDR反應(yīng)器狀態(tài),以及配套設(shè)施,如TCU,混合罐,滅菌鍋狀態(tài)的檢查及準(zhǔn)備
3) 種子細(xì)胞、培養(yǎng)液、補(bǔ)料等準(zhǔn)備
4) 空壓機(jī)或空氣,氧氣,二氧化碳鋼瓶準(zhǔn)備
5) 培養(yǎng)袋,電極套,管路等耗材準(zhǔn)備
6) DO,pH電極上是否有墊圈,DO電極膜完整性,電極液更新準(zhǔn)備
友情提示:
2019新年來(lái)臨,大家工廠的電路是否也做好了長(zhǎng)期運(yùn)行不斷電的準(zhǔn)備了呢?
如果一切都準(zhǔn)備就緒,那么我們就開(kāi)始XDR生物反應(yīng)器的細(xì)胞培養(yǎng)之旅吧!
為什么要選擇XDR生物反應(yīng)器?
原因一丨罐體設(shè)計(jì)上的相似性,提供好的放大基礎(chǔ)
XDR 10-2000 L系列生物反應(yīng)器較一致的高徑比(圖1),相同類(lèi)型且梯度放大的葉輪直徑,一定范圍內(nèi)的葉輪直徑與罐體直徑比,為4.5 L – 2000 L體積的細(xì)胞培養(yǎng)提供了幾何相似的線(xiàn)性 Scale-Up 和Scale-Down 基礎(chǔ)。
圖1 XDR 10-2000 L 生物反應(yīng)器示意圖
原因二丨XDR反應(yīng)器最低培養(yǎng)體積小,靈活便利,自由度更高
底攪拌的設(shè)計(jì)(圖2)使XDR 200至XDR 2000的最小工作體積僅為標(biāo)稱(chēng)罐體體積的20%。也就是說(shuō),500L的XDR反應(yīng)器,只需裝100L的培養(yǎng)基和種子,就能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)了。同時(shí),XDR 罐體無(wú)縫放大的工作體積,使得N-1、生產(chǎn)批可以很方便的在同一細(xì)胞培養(yǎng)袋中實(shí)現(xiàn)。大新年的就能省一筆耗材費(fèi),有沒(méi)有收紅包的喜感?
圖2 XDR 10-2000 L 生物反應(yīng)器底攪拌展示
原因三丨提供多達(dá)五種通氣孔徑,豐富工藝多樣性
好的通氣方式,就是要高效、溫和。XDR反應(yīng)器在通氣設(shè)置上,很好地將通氣和攪拌相結(jié)合。通氣盤(pán)上的八路氣體出氣口位于攪拌槳葉下方的設(shè)計(jì),能使攪拌槳葉將氣體最大化的均勻分布在整個(gè)罐體,實(shí)現(xiàn)高效溫和的通氣效果。同時(shí),底通氣體分布盤(pán)可以進(jìn)行靈活選擇,通氣孔徑包含有 2 μm,20 μm,0.5 mm,1.0 mm及2.0 mm T sparge五種大。▓D3),可以滿(mǎn)足不同工藝及不同使用習(xí)慣。
圖3 XDR 生物反應(yīng)器底部氣體分布盤(pán)設(shè)計(jì)
原因四丨GE通氣策略推薦、基于DO、pH和CO₂分壓的多種考慮
在常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)中 ,我們推薦使用 20 μm或 2 μm底通O₂控制DO,此時(shí)氧氣最大通氣量較小,也不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成較大的剪切力損傷。用于維持pH的CO₂也建議使用20 μm或 2 μm降低CO₂總通氣量。
為了維持XDR罐體中CO₂分壓在較低的范圍內(nèi),如控制CO₂分壓小于 120 mmHg [1], 最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)使用0.5-2.0 mm 底通空氣實(shí)現(xiàn)CO₂分壓的驅(qū)趕。
除了常見(jiàn)的大泡加微泡的底部氣體供應(yīng)模式以外,也有小伙伴們喜歡單獨(dú)微泡或單獨(dú)大泡進(jìn)行氣體控制。
假設(shè)單獨(dú)使用微泡進(jìn)行底部氣體供應(yīng),我們也可以在培養(yǎng)后期提高一定范圍的攪拌轉(zhuǎn)速以達(dá)到降低 CO₂分壓的目的,當(dāng)然細(xì)胞是否能夠耐受全微泡的剪切力損傷也是非常重要的考慮因素。
假設(shè)單獨(dú)使用大泡進(jìn)行底部氣體供應(yīng),一定要對(duì)袋壓進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,同時(shí)充分準(zhǔn)備Air, CO₂, O₂等工藝氣體,以及備份的尾氣濾器, 以防 “雞飛蛋打”。
最后放一張Rentschler的XDR 放大結(jié)果圖(圖4)鎮(zhèn)妖,祝大家在新的一年里培養(yǎng)順利,每批都有好結(jié)果!升職加薪,實(shí)現(xiàn)人生巔峰!
圖4 Rentschler 使用XDR 200, XDR 1000 放大小試工藝, 12天 CHO DG44在XDR生物反應(yīng)器的培養(yǎng)工藝中P/V 維持在10-23 W·m-3, DO = 50%, pH = 7.0, 36.8°C , Day 12 XDR 相比于7.5 % CO₂, 36.8°C 培養(yǎng)環(huán)境下125 ml 搖瓶的細(xì)胞密度提高30%,細(xì)胞活力提高15%左右[2]。
參考文獻(xiàn)
1. Hu, W. S. et al, (2012) 《Cell Culture Bioprocess Engineering》Chapter: Scaling up and Scaling Down for Cell Culture Bioreactors.
2. Benjamin Minow. et al, (2013) Fast Track API manufacturing from shake flask to production scale using a 1,000 L single use facility.