蠕動(dòng)泵在細胞灌流培養工藝中的應用

      隨著(zhù)生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，細胞培養技術(shù)在生物醫藥領(lǐng)域的應用日益廣泛，細胞灌流培養作為一種先進(jìn)的細胞培養技術(shù)，能夠有效提高細胞培養的產(chǎn)量和質(zhì)量。而蠕動(dòng)泵則是灌流培養工藝中的關(guān)鍵設備之一，其在細胞灌流培養中的應用日益受到關(guān)注，本期文章將帶大家簡(jiǎn)單了解蠕動(dòng)泵在細胞灌流培養工藝中的應用。

細胞培養工藝

在生物工程領(lǐng)域，動(dòng)物細胞培養已成為一項至關(guān)重要的技術(shù)。通過(guò)這種工藝，我們能夠從細胞中提取并生產(chǎn)出各種生物制品，如疫苗、抗體、細胞因子等。細胞培養工藝因其可控性和高效率，成為了生物醫藥產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節，目前常用的哺乳動(dòng)物細胞培養工藝有：批次培養、補料批次培養和灌流培養，其中灌流培養通過(guò)不斷移出副產(chǎn)物，同時(shí)補充營(yíng)養物質(zhì)，因此可提供對細胞穩定且有利的生長(cháng)環(huán)境。與批次培養和補料批次培養相比，灌流培養可以在高細胞密度環(huán)境下長(cháng)時(shí)間維持穩定培養環(huán)境，同時(shí)降低產(chǎn)物在培養基里的停留時(shí)間，這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

基于哺乳動(dòng)物細胞灌流培養技術(shù)在產(chǎn)物產(chǎn)量、質(zhì)量及成本等方面表現出來(lái)的顯著(zhù)優(yōu)勢，越來(lái)越多獲批上市的生物藥物使用灌流培養工藝進(jìn)行生產(chǎn)對灌流培養工藝的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化進(jìn)而成為當前哺乳動(dòng)物細胞培養工藝研究的熱點(diǎn)。

細胞培養工藝優(yōu)勢

相比于為期14天的傳統流家培養，反應器灌流培養除了pH、DO、溫度、攪拌等控制模塊外，還包 含了連續的培養基流入(media)模塊、通過(guò)細胞截留設備 實(shí)現的細胞液收獲模塊(harvest)，以及控制罐內恒定細胞密度的細胞液流出 (bleeding)模塊 。灌流培養通過(guò)不斷移出副產(chǎn)物，同時(shí)補充營(yíng)養物質(zhì)，因此可提供對細胞穩定且有利的生長(cháng)環(huán)境。與批次培養和補料批次培養相比，灌流培養可以在高細胞密度環(huán)境下長(cháng)時(shí)間維持穩定培養環(huán)境，同時(shí)降低產(chǎn)物 在培養基里的停留時(shí)間，這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。研究發(fā)現 ，灌流培養可實(shí)現培養基組 分中的動(dòng)態(tài)變化對蛋白質(zhì)糖基化的影響最小，這一研究結果表明灌流培養有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

細胞灌流培養工藝分析

灌流培養中通常采用的膜過(guò)濾是基于中空纖維膜的切向流過(guò)濾，這種過(guò)濾方式的循環(huán)料液不停地流過(guò)膜柱，液體形成的“沖刷作用"沖洗整個(gè)膜表面，降低了膜孔堵塞及膜污染的風(fēng)險，實(shí)現了長(cháng)時(shí)間穩定的膜過(guò)濾，滿(mǎn)足了灌流工藝中細胞長(cháng)時(shí)間穩定培養的需求。

目前，用于灌流培養的細胞截留系統主要有兩種，切向流過(guò)濾TFF（Tangential Flow Filtration）和交替切向流過(guò)濾ATF（Alternating Tangential Flow），對于TFF，細胞液通過(guò)蠕動(dòng)泵作用形成一個(gè)連續的環(huán)形流動(dòng)方向，進(jìn)入纖維膜后，廢液會(huì )通過(guò)膜排出體系之外，細胞會(huì )隨著(zhù)環(huán)路重新回到培養體系之內。

PreFluid蠕動(dòng)泵在中空纖維膜柱切向流過(guò)濾中展現出了明顯的優(yōu)勢：

●   過(guò)濾純化中精確性高：可以精確地控制樣品流動(dòng)的速度和量，從而保證過(guò)濾純化的精確度；此外PreFluid蠕動(dòng)泵還具有較高的可重復性，不受外界環(huán)境的影響，可以更好地保證過(guò)濾純化工作。

●  具備較高的靈活性和可調性：可以根據實(shí)際需求來(lái)調整泵頭的擠壓力度，從而實(shí)現不同樣品的分離需求。而且，由于PreFluid蠕動(dòng)泵的工作原理決定了其可以適應多種不同的流體，能夠處理不同性質(zhì)的樣品。

●  具有體積小、結構簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)：工作人員能夠輕松地進(jìn)行過(guò)濾操作，并且不需要經(jīng)過(guò)復雜的操作流程來(lái)實(shí)現。

在細胞灌流培養工藝中，營(yíng)養物質(zhì)被不斷泵入到生物反應器中，同時(shí)，細胞代謝的副產(chǎn)物通過(guò)外部截留裝置被移除，保證細胞一直處于最佳的生長(cháng)環(huán)境中，從而獲得高的細胞密度。