動(dòng)物細(xì)胞株大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)是指以生物反應(yīng)器培養(yǎng)細(xì)胞為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞工業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，用于生產(chǎn)疫苗、單抗等生物制品。為提升生物制品的生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程工藝需考慮高表達(dá)工程細(xì)胞系、個(gè)性化細(xì)胞培養(yǎng)基的應(yīng)用、生物反應(yīng)器工藝優(yōu)化等。
目前，上千升規(guī)模的生物反應(yīng)器做國(guó)內(nèi)應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝放大是首先要考慮的，涉及生物反應(yīng)器高徑比，剪切力（通氣方式、槳葉設(shè)計(jì)），通氣獲得DO效率（與攪拌系統(tǒng)、通氣方式、氣體流量），積累CO2的排出等內(nèi)容，而這些因素往往是非線(xiàn)性放大的，這與生物反應(yīng)器設(shè)備的設(shè)計(jì)、放大的關(guān)系為密切。DO、pH、Temp、培養(yǎng)基流加策略等則是線(xiàn)性放大的。生物反應(yīng)器工藝放大的困難往往在于這些非線(xiàn)性放大因素。
關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞株工藝開(kāi)發(fā)，有幾條經(jīng)驗(yàn)可考慮：
1、pH控制
高pH值的培養(yǎng)條件，即偏堿環(huán)境更容易導(dǎo)致乳酸生成。在流加培養(yǎng)時(shí)，可根據(jù)葡萄糖消耗速率添加葡萄糖，一般控制培養(yǎng)液中的葡萄糖濃度高于1-2.5g/L。同時(shí)控制合適的DO濃度，DO不足時(shí)細(xì)胞無(wú)氧代謝，不走TCA循環(huán)，導(dǎo)致乳酸產(chǎn)生。在不補(bǔ)加堿液的時(shí)候，pH的變化，一定程度上也可用于細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的評(píng)價(jià)。
2、DO控制
細(xì)胞從接種到收獲，隨著細(xì)胞密度或細(xì)胞狀態(tài)的變化，對(duì)溶氧的需求是一個(gè)由弱到強(qiáng)，再至穩(wěn)定，然后減少的變化過(guò)程。基于一定細(xì)胞密度下的溶氧消耗速率，是衡量細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞代謝，甚至是細(xì)胞生理狀態(tài)的重要指標(biāo)。DO值的高低，能影響蛋白的糖基化等轉(zhuǎn)錄后修飾。
3、CO2排出
在高密度培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)CO2的積累往往成為一個(gè)問(wèn)題，其通過(guò)影響培養(yǎng)環(huán)境的pH值、滲透壓對(duì)培養(yǎng)過(guò)程產(chǎn)生影響。小孔徑的通氣管，能提高通氣效率，但排CO2效率低；而大孔徑的通氣管，通氣效率降低，但驅(qū)趕CO2效果好。所以在生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮。
