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改善生物反应器培养中乳酸产量和生长性能的新技术

 更新时间:2023-11-28 点击量:265

摇瓶培养中适应乳酸和减少乳酸生产的研究结果表明,通过改变培养基成分和定期补充特定物质,可以使CHO细胞系适应乳酸环境并减少乳酸的产量。细胞乳酸含量的测定可以使用德国 EKF乳酸分析仪进行在线测量。

这项研究采用了天然控制的CHO细胞系,并在标准光-CHO基培养基中添加钠,以增加乳酸产量。培养过程中,通过定期添加乳酸补充介质来控制乳酸水平,通过摇瓶培养的方式进行实验。

乳酸-补充培养基中培养的细胞在初始阶段表现出降低的特定净生长率

图为:乳酸-补充培养基中培养的细胞在初始阶段表现出降低的特定净生长率

实验结果显示,当细胞在乳酸-补充培养基中培养时,初始阶段会出现特定净生长率的下降。然而,随着时间的推移,细胞逐渐适应了这种培养基,并被称为乳适应细胞。通过添加氯化钠将独立的本地对照培养物改造成适应细胞,并称为OMOM适应细胞。


初始乳酸盐浓度对批量摇瓶培养中特异乳酸生产率的影响


图为:初始乳酸盐浓度对批量摇瓶培养中特异乳酸生产率的影响

在适应期之后,乳适应细胞和OMOM适应细胞分别在乳酸补充剂或氯化钠补充剂的条件下继续培养了80天。在此期间,两种细胞类型均保持稳定的生长和表型。实验结果表明,除了乳酸生产率方面的统计学差异外,具体净增长率和特定葡萄糖摄取率等代谢率也有显著差异。

通过适应乳酸的细胞和本地控制细胞的对比,研究发现增加乳酸浓度显著降低了乳酸盐的特定生产率,使乳酸盐的产量在约35mm处接近零。即使在相对较高的葡萄糖水平下,细胞仍能保持指数增长。

生物反应器培养的乳酸水平

图为:l  生物反应器培养的乳酸水平

通过生物反应器培养实验观察到,LSA技术(利用LA细胞)相较于OSA细胞在生长和活力方面表现更好。

在第一次喂养后,LSA培养物的生长速度优于OSA培养物,并且提高了活细胞密度,达到了每毫升3500万细胞的细胞密度,增加了100倍以上。相比之下,OSA培养物的最大细胞密度为每毫升2200万细胞。在培养后期,LSA细胞表现出较高的可见性,并且经历了缓慢的死亡阶段。而OSA细胞在最后一次喂养后进入了较快的死亡阶段,并以30%的低收获率结束,比LSA细胞低40个百分点。

通过增加细胞密度和减少死亡率的综合效果,LSA细胞表现出更高的综合活细胞日(IVCD)。具体来说,LSA培养物每毫升细胞的最大细胞密度为3500万个,IVCD为每毫升2.73亿个细胞日,都是已知最高值之一。

此外,LSA技术大大减少了乳酸水平的增加,经德国EKF乳酸分析仪测量显示乳酸浓度从OA细胞94mm降至LA细胞仅10mm,降低了9.4倍。LSA技术还降低了特定乳酸的生产率,在整个生长阶段都实现了非常低的乳酸产生。

LSA技术还减少了控制pH值所需的碱量,并且维持在目标值7.05附近。通过LSA技术,所需的碱量减少了八倍左右,相当于乳酸增加减少的9.4倍。


乳酸分析仪1

总之,LSA技术在生物反应器培养中展现出优于OSA细胞的生长性能和细胞活力。通过降低乳酸产生、减少碱的添加量和维持良好的pH控制,在提高细胞密度和减少细胞死亡方面取得了不错的效果。这为高效的生物反应器培养和细胞生产提供了重要的参考和指导。

德国EKF乳酸分析仪是一种用于测量细胞培养过程中乳酸含量,快捷方便,操作简便,只需要2ML样品,20秒内就可以出结果。对于及时调控细胞乳酸水平具有重要意义。

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