近年來(lái)治療性抗體
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中
發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
由于這些抗體的高劑量要求，因此人們對(duì)旨在提高生物制造能力的技術(shù)開(kāi)發(fā)越來(lái)越感興趣。
這些技術(shù)大多集中于哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，因?yàn)樗鼈兡軌蜻M(jìn)行翻譯后修飾，這是獲得具有生物學(xué)功能的抗體所必需的。生物制造領(lǐng)域的大多數(shù)發(fā)展都與生物反應(yīng)器性能的提高有關(guān)。
目前有幾種生物反應(yīng)器可用于貼壁或懸浮培養(yǎng)。其中，一次性反應(yīng)器近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注，波浪式生物反應(yīng)器是其中最有趣的一種。在該系統(tǒng)中，誘導(dǎo)細(xì)胞培養(yǎng)物的波動(dòng)(波浪)運(yùn)動(dòng)，保證良好的混合和氧傳遞，而不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成剪切損傷。此外，該反應(yīng)器不需要任何清洗或滅菌過(guò)程，因此操作簡(jiǎn)單，能最大限度防止交叉污染。
波浪式生物反應(yīng)器搖擺的創(chuàng)新機(jī)制，需要更好的表征反應(yīng)器操作。這將使有關(guān)波浪式生物反應(yīng)器的專(zhuān)有技術(shù)可以與更常見(jiàn)的生物反應(yīng)器(如攪拌槽式反應(yīng)器(STR))相媲美。
在這種表征中最重要和廣泛使用的工具之一是停留時(shí)間分布(RTD)的測(cè)量和分析。簡(jiǎn)而言之，RTD函數(shù)E(t)用于測(cè)量“流體元素”(仍可確定濃度等連續(xù)性質(zhì)的小體積流體)的各種組分在反應(yīng)器內(nèi)停留的時(shí)間。通過(guò)與理想反應(yīng)器的RTD進(jìn)行比較，如連續(xù)攪拌槽反應(yīng)器(CSTR，入口示蹤物完美地混合到反應(yīng)器的本體中)和柱塞流式反應(yīng)器(PFR，其中沒(méi)有混合，流體元素以相同的順序離開(kāi))，有可能評(píng)估在真實(shí)反應(yīng)器中的混合，并確定可能偏離理想行為的性質(zhì)，這是許多操作問(wèn)題產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)示意圖見(jiàn)圖1。
圖1：實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
(a)波浪和(b)攪拌槽生物反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)設(shè)置
(1)燒杯與水;(2)進(jìn)口;(3)出口;(4)取樣燒杯;(5)蠕動(dòng)泵。
評(píng)估波浪式反應(yīng)器的停留時(shí)間分布(RTD)，以表征其混合和流動(dòng)特征，并與理想模型和商業(yè)STR進(jìn)行比較是現(xiàn)有較為常用的方法。測(cè)定RTD一般會(huì)使用亞甲藍(lán)脈沖輸入法對(duì)RTD進(jìn)行測(cè)量，在三種哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)常見(jiàn)的流速下，通常為低(L: 3.3 × 10-5 m3/h)，中(I: 7.9 × 10-5 m3/h)和高(H: 1.25 × 10-4 m3/h)進(jìn)行培養(yǎng)。定期取樣，在660 nm處測(cè)定吸光度值。
最終結(jié)果表明，在L流量下，連續(xù)實(shí)驗(yàn)的波浪式生物反應(yīng)器行為近似于STR，對(duì)于I和H流量，來(lái)自波浪式生物反應(yīng)器數(shù)據(jù)的最小二乘法擬合表明與理想模型有相當(dāng)大的偏差。此外，波浪式生物反應(yīng)器和STR的平均停留時(shí)間(tr)與穿行時(shí)間(τ)的比較為它們行為的不理想性提供了可能的解釋。對(duì)于STR，在所有測(cè)試的流速中，tr都低于τ，這表明反應(yīng)器內(nèi)部出現(xiàn)了死區(qū)(運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)入培養(yǎng)物的示蹤物由于攪拌和流速的影響進(jìn)入到無(wú)法流出的角落區(qū)域)。在波浪式生物反應(yīng)器中，在流速H下觀察到相同的結(jié)果。然而，對(duì)于流L和I，偏離理想行為可能是反應(yīng)器內(nèi)部短路(示蹤物從進(jìn)口2進(jìn)入后未經(jīng)混合直接由出口3出去)發(fā)展的結(jié)果，如tr高于τ所示。目前的研究表明，流速的選擇將強(qiáng)烈影響波浪式生物反應(yīng)器的行為。使用低流量似乎是一種更接近理想模型(CSTR)的選擇。
圖2：波浪生物反應(yīng)器中停留時(shí)間分布
與攪拌池生物反應(yīng)器(STR)中停留的時(shí)間分布的比較。
L: 3.3 × 10-5 m3/h，I: 7.9 × 10-5 m3/h，H: 1.25 × 10-4 m3/h。
CytoLinX® WB一次性波浪式生物反應(yīng)器可根據(jù)不同種類(lèi)/模式的細(xì)胞培養(yǎng)自由調(diào)節(jié)所需適宜轉(zhuǎn)速、角度，誘導(dǎo)細(xì)胞培養(yǎng)物的波動(dòng)(波浪)運(yùn)動(dòng)，保證良好的混合和氧傳遞，內(nèi)置溫度監(jiān)測(cè)控制探頭，為細(xì)胞培養(yǎng)提供適宜的溫度條件，pH、DO級(jí)聯(lián)控制模塊，助力完成更好的細(xì)胞培養(yǎng)。
百林科CytoLinX® WB一次性波浪式生物反應(yīng)器
產(chǎn)品特點(diǎn)
• 軟件界面操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，具有審計(jì)追蹤功能；
• 10L，20L，50L三種托盤(pán)規(guī)格供選擇，托盤(pán)及培養(yǎng)袋安裝均無(wú)需拆擰螺絲，簡(jiǎn)單快速完成安裝操作；
• 支持灌流功能，泵流速具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)補(bǔ)料及收獲；
• 通氣，pH/DO，灌流功能模塊可根據(jù)工藝需求方便組合選配；
• 增加部分聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，更適用細(xì)胞治療客戶(hù)應(yīng)用場(chǎng)景；
• 使用氣體質(zhì)量流量計(jì) (MFC) 對(duì)氣體進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量。
參考文獻(xiàn)：
WAVE BIOREACTOR CHARACTERIZATION: RESIDENCE TIME DISTRIBUTION DETERMINATION. M. Elisa Rodrigues, A. Rita Costa, Mariana Henriques, Joana Azeredo, Rosário Oliveira IBB-Institute for Biotechnology and Bioengineering, Centre of Biological Engineering, Universidade do Minho, Campus de Gualtar 4710-057, Braga, Portugal
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