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高密度細(xì)胞培養(yǎng)的單次使用澄清系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù)：1113 發(fā)布時(shí)間：2015-10-29
高密度細(xì)胞培養(yǎng)的單次使用澄清系統(tǒng)
收集技術(shù)
高產(chǎn)品滴度源自于細(xì)胞密度的增加而非每一種細(xì)胞單位生產(chǎn)率的提升，所以固體量會(huì)明顯增大，常規(guī)的收集技術(shù)難以應(yīng)對(duì)。
目前，zui廣泛應(yīng)用的單次使用收集技術(shù)是深層過濾。不過，生物量濃度較高的情況下，深層過濾器在負(fù)載量較低時(shí)就會(huì)堵塞。較高的污染物濃度也讓深層過濾器對(duì)批次變異更為敏感，因此為了彌補(bǔ)過濾能力的波動(dòng)， 過濾器的面積會(huì)過大（ 多達(dá)50%）。目前可以使用離心之類的單次使用細(xì)胞去除方案，但是生產(chǎn)能力較低，導(dǎo)致成本較高，浪費(fèi)較大。
不過，一種新替代方案已經(jīng)出現(xiàn)。賽多利斯斯泰迪生物技術(shù)公司的產(chǎn)品Sartoclear Dynamics 是一種新的單次使用技術(shù)，用于高細(xì)胞密度的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的收集。這種即用型的澄清系統(tǒng)得益于血漿成分分離行業(yè)的啟發(fā)，以摻漿過濾（BFF）的理念作為基礎(chǔ)，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、易于使用、快速、可以靈活地放大。
該系統(tǒng)可以處理高達(dá)2,000 L 的體積，因此能夠在一個(gè)步驟之內(nèi)同時(shí)替代離心機(jī)和深層過濾器。關(guān)鍵因素在于進(jìn)料流中添加了高孔隙度的助濾劑，增加了濾餅的滲透性，防止過濾器出現(xiàn)堵塞。
摻漿過濾
很長時(shí)間以來， 摻漿過濾中運(yùn)用硅藻土（DE）之類的助濾劑來提升過濾器的性能。[3] 硅藻土（DE， 或稱為diatomite 、kieselgur/kieselguhr） 是一種天然存在的硅質(zhì)沉積巖，質(zhì)軟，通常粒徑為10-200 μm。DE 是由硅藻（微小的單細(xì)胞藻類）化石的殼或外骨骼構(gòu)成，具有高孔隙率的結(jié)構(gòu)和惰性特征，通常在生物技術(shù)行業(yè)的收集階段用于深層過濾器。加入到細(xì)胞培養(yǎng)基中的DE 具有雙重作用：濾除亞微米的顆粒，并形成一個(gè)具有滲透性的濾餅，改善過濾器的處理量。這種細(xì)小的助濾劑顆粒形成無數(shù)微小通道，懸浮的雜質(zhì)被截留，而澄清的液體可以不受阻礙地通過。
BFF 的工作原理
現(xiàn)在有眾多產(chǎn)品的生產(chǎn)運(yùn)用了BFF 系統(tǒng)，其中包括靜脈注射免疫球蛋白（IVIG）、白蛋白和一些凝血因子，所基于的原理包括選擇性pH 誘導(dǎo)沉淀、離子強(qiáng)度、添加乙醇以及溫度的變化。[4-6] 沉淀物的去除采用的是DE 強(qiáng)化的深層過濾。
實(shí)際操作過程中，需要進(jìn)行澄清操作的生物工藝流體中固體的濃度過高時(shí)，流體將不能透過過濾器表面的濾餅（圖1）。添加DE 之類的助濾劑之后，形成的濾餅更具滲透性，可以防止堵塞。所需DE 的量取決于顆粒的濃度。為了獲得理想的結(jié)果并使用盡可能少的DE，建議對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)行預(yù)處理。可以添加凝聚劑或者可以降低pH 值，從而形成聚集體，其體積大至不能進(jìn)入濾餅層。這樣，濾餅可以保持滲透性，而DE 與生物量的比例可以降低為1:4。
高密度細(xì)胞培養(yǎng)的單次使用澄清系統(tǒng)