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動物細胞培養(yǎng)技術研究開發(fā)和工業(yè)化
閱讀：1275 發(fā)布時間：2017-2-21動物細胞培養(yǎng)技術研究開發(fā)和工業(yè)化
動物細胞株（雜交瘤細胞、CHO細胞、昆蟲細胞等）大規(guī)模培養(yǎng)技術及其生物反應器工程可廣泛應用于抗體、基因重組蛋白質藥物、病毒疫苗等生物技術產品的研究開發(fā)和工業(yè)化，長期以來得到國家重大科技攻關計劃、863計劃等的大力支持，擁有一支精干的研究開發(fā)團隊和一系列現(xiàn)代化設備儀器，建立了由無血清懸浮培養(yǎng)技術、培養(yǎng)過程及生物反應器設計放大與強化技術、大規(guī)模高密度流加和連續(xù)灌注培養(yǎng)技術、培養(yǎng)過程計算機實時監(jiān)測與控制技術、病毒類產品大規(guī)模技術等核心技術組成的大規(guī)模動物細胞培養(yǎng)技術及其生物反應器工程平臺。
1、動物細胞無血清懸浮培養(yǎng)技術
研制開發(fā)了多種適合于雜交瘤細胞、rCHO細胞、昆蟲細胞大規(guī)模懸浮培養(yǎng)過程的無血清/無蛋白培養(yǎng)基組成，成分明確，且細胞生長和產物表達水平與有血清培養(yǎng)基相當，成本比國外同類產品降低30%以上，其技術特點在于不僅能促進細胞生長、防止細胞損傷，而且還能支持細胞在大規(guī)模生物反應器中實現(xiàn)高密度培養(yǎng)，并有利于泡沫控制。
2、動物細胞培養(yǎng)過程及生物反應器設計放大與強化技術
與幾何放大、因次放大等經驗放大方法不同的是，本平臺所擁有的動物細胞培養(yǎng)過程及生物反應器放大與強化技術是根據(jù)動物細胞大規(guī)模高密度培養(yǎng)過程的特點，在氣液傳質和流體力學等理論的指導下，在認識細胞與流體剪切力、細胞株與氣泡相互作用機理的基礎上，其核心是采用機械攪拌和直接通氣鼓泡強化氣液傳質能力和流體混合條件，以使培養(yǎng)過程和生物反應器能支持108cell/ml以上細胞密度生長的能力，同時能有效消除流體剪切和氣泡對細胞的損傷與破損作用，實現(xiàn)放大過程中強化供氧混合與防止細胞破損的統(tǒng)一，使大規(guī)模細胞培養(yǎng)過程及其生物反應器能夠重復實驗規(guī)模的試驗結果，從而為動物細胞表達產品的工業(yè)化提供寬廣的放大與強化空間。同時，本平臺也已具備100升以上規(guī)模高密度動物細胞培養(yǎng)過程及其各類生物反應器系統(tǒng)的研究設計和開發(fā)能力。
3、動物細胞大規(guī)模高密度流加和連續(xù)灌注培養(yǎng)技術
與已往連續(xù)流加和灌注培養(yǎng)技術不同的是，本平臺所建立的動物細胞高密度連續(xù)流加和灌注培養(yǎng)技術的特點是通過調控細胞的生理狀態(tài)和代謝網(wǎng)絡，設計優(yōu)化的培養(yǎng)基營養(yǎng)組成和流加、灌注技術，從而提高營養(yǎng)物代謝和能量利用率，降低有毒副產物生成，有效解決營養(yǎng)物耗竭和有毒副產物積累的矛盾，這樣可在相同培養(yǎng)基流加或灌注速率的條件下細胞密度可比現(xiàn)有流加或灌注培養(yǎng)技術提高四至五倍，上清夜中目標產物濃度可比傳統(tǒng)批式（Batch）培養(yǎng)提高六至十倍以上，過程產率和生物反應器能力則可同時提高數(shù)十倍，從而顯著提高細胞培養(yǎng)過程的經濟性，*改變傳統(tǒng)灌注培養(yǎng)方式只提高產量不提高經濟性的缺陷。
4、病毒類產品大規(guī)模技術
在病毒類產品工業(yè)化過程開發(fā)方面，現(xiàn)已建立起集生物反應器、微載體和動物細胞（Vero、BHK等）大規(guī)模培養(yǎng)技術為一體的人畜用病毒疫苗工業(yè)化技術，和以293細胞無血清懸浮培養(yǎng)技術為核心的病毒載體技術，不僅為病毒類產品的工業(yè)化解決了規(guī)模問題，*改變了傳統(tǒng)手工式和經驗式的滾瓶方式，而且通過研究和優(yōu)化細胞生理狀態(tài)與病毒感染復制的關系，顯著提升工業(yè)化過程的經濟性。在50L生物反應器中批式培養(yǎng)上述細胞，其密度可達3×106cells/mL以上，灌注培養(yǎng)細胞密度可達1×107cells/mL以上，病毒滴度比傳統(tǒng)滾瓶工藝提高2至3個單位（相當于濃度單位2至3個數(shù)量級）。目前已能結合具體病毒類產品進行工業(yè)化過程的開發(fā)和優(yōu)化。
5、培養(yǎng)過程計算機實時監(jiān)測與控制技術
傳統(tǒng)動物細胞培養(yǎng)過程及其生物反應器能夠進行實時監(jiān)測和控制的參數(shù)只有溫度、攪拌轉速、溶解氧濃度（DO）和pH值等物理環(huán)境參數(shù)，而與細胞生理狀態(tài)和代謝活性相關的生理生化參數(shù)卻一概不能進行實時檢測和控制，與此不同的是本平臺所建立的計算機實時監(jiān)測與控制技術，是利用OUR（細胞耗氧速率）與細胞生長動力學、代謝動力學參數(shù)間的關系，通過計算機在線檢測培養(yǎng)過程中OUR的變化，以監(jiān)測和控制培養(yǎng)過程中的細胞密度、細胞代謝活性、細胞生長速率、營養(yǎng)物代謝途徑和目標產物表達等生理生化關鍵參數(shù)，從而為動物細胞株工業(yè)化培養(yǎng)過程的自動在線監(jiān)測和控制奠定了基礎。