荷蘭Applikon Biosep聲學(xué)細胞截留系統

荷蘭Applikon Biosep聲學(xué)細胞截留系統

隨著(zhù)基因組的進(jìn)展，需要快速生產(chǎn)不斷增加的蛋白質(zhì)數量。新型蛋白質(zhì)需求的增長(cháng)，促進(jìn)更有效和更可靠的動(dòng)物細胞培養生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。目前，這荷蘭Applikon Biosep聲學(xué)細胞截留系統導致使用更簡(jiǎn)單和高生產(chǎn)效率的方法快速傳播使用。

灌流技術(shù)被用于提供：
　·高細胞密度
　·高體積生產(chǎn)率
　·操作成本低

　　攪拌的灌流培養，可以通過(guò)分離流出液中的細胞，并將它們保留在反應器中，同時(shí)補加新鮮的培養基，來(lái)達到高的細胞密度（超過(guò)107個(gè)細胞/ml）。
　　灌流培養的體積產(chǎn)量幾乎可以比批次培養高兩個(gè)數量級。在某些情況下，產(chǎn)物的濃度可提高到5倍。需要的反應器體積可以顯著(zhù)地降低（100倍）！
　　由于灌流培養能持續幾個(gè)月，它的經(jīng)濟上的好處顯而易見(jiàn)，包括它能減少反應器接種和周轉的勞力。采用超聲分離的創(chuàng )新技術(shù)，可顯著(zhù)地降低制藥工業(yè)的生產(chǎn)成本。
　　AppliSens的BioSep是*個(gè)實(shí)現哺乳動(dòng)物細胞灌流培養可靠和經(jīng)濟的解決方案。
　　BioSep聲學(xué)分離技術(shù)可用于研究、中試和產(chǎn)業(yè)化規模。
　　使用BioSep聲學(xué)分離設備進(jìn)行灌流培養，典型過(guò)程是不斷向生物反應器中添加新鮮的培養基，同時(shí)將要收集的培養液流經(jīng)BioSep腔體過(guò)濾將細胞截流并返回到反應器中。BioSep腔體能直接放在生物反應器頂蓋上。

有幾種操作模式可供選擇，聲頻灌流系統一般可用于懸浮的哺乳動(dòng)物和動(dòng)物細胞培養，但也可用于貼壁的細胞系，或灌流培養植物細胞。
　　BioSep分離的原理*是基于溫和的聲頻引起的松的細胞積聚，然后再沉淀。與其他的細胞分離技術(shù)相比，BioSep內的聲頻能量網(wǎng)構成一個(gè)“虛擬網(wǎng)”，因而是更好的，無(wú)接觸、無(wú)污染、不移動(dòng)的過(guò)濾模式。這個(gè)技術(shù)可以進(jìn)行長(cháng)達數千小時(shí)的連續培養，因而大大提高穩態(tài)的細胞密度、生產(chǎn)率并獲得高的產(chǎn)品質(zhì)量。

　　BioSep聲頻過(guò)濾器不是設計來(lái)超純化收集培養液中的細胞的。相反，少量的流失率允許控制細胞流失，這樣有利于培養細胞活力。
　　BioSep典型的分離效率范圍為90-99%。
　　BioSep分離腔安裝在生物反應器的頂蓋上。細胞懸浮液通過(guò)循環(huán)泵泵入分離腔。接著(zhù)培養液被分成收集液和回流液。通過(guò)BioSep的流速可由收集泵控制。BioSep內的超聲使細胞聚集并維持懸浮細胞靜止，而不隨收集的培養液流出。沉降的聚集細胞隨返流快速回到生物反應器中，并被攪拌分散。
　　傳統的細胞截流設備包括過(guò)濾器、沉降器和離心設備。不管它們設計如何，過(guò)濾表面都易結垢。沉降室和離心設備僅僅靠細胞和培養液密度差異進(jìn)行分離。
　　現在用于生產(chǎn)抗體的主要生產(chǎn)設備是攪拌槽反應器。象攪拌槽反應器一樣均一的系統是目前能夠達到最大的單位反應器體積，具有最高的單位生產(chǎn)能力。這個(gè)生產(chǎn)能力可以通過(guò)使用細胞截流設備顯著(zhù)提高。
　　對細胞濃度高達2×10⁷個(gè)細胞/ml的反應器。BioSep對收集培養液中細胞的去除率在90%-99%之間。
　　BioSep系統（10L，50，200L）的分離效率通過(guò)調節輸入諧振器的聲頻能量，BioSep和收集泵的運行/停止循環(huán)時(shí)間比率來(lái)控制。

聲頻灌流培養優(yōu)勢（與批次培養相比）
　·提高培養基的使用效率（例如，生長(cháng)培養基低血清濃度），可達5倍以上的效率。捕獲和循環(huán)的細胞利用營(yíng)養僅維持它們的代謝和產(chǎn)物的生物合成
　·10-20倍以上活細胞濃度
　·每天每個(gè)反應器體積抗體的產(chǎn)量比批次培養高10-100倍以上（高體積生產(chǎn)率）
　·由于穩態(tài)條件下，更易在線(xiàn)控制
　·減少產(chǎn)物暴露在蛋白酶條件下的時(shí)間
　·收集液中抗體濃度提高了2-5倍（與批次培養相比）
　·分泌產(chǎn)物的下游處理減少到一步

由于高的聲頻對照，活細胞被截留在聲頻過(guò)濾器的效率比死細胞和細胞碎片要高得多。這導致非活細胞具有明顯更高的逃逸率，從而限制死細胞在反應器中積累。這個(gè)效果對灌流有利：它選擇性截流生產(chǎn)細胞，從反應器中去除無(wú)生產(chǎn)能力的死細胞。
◆BioSep的特點(diǎn)：
　·超聲諧振場(chǎng)細胞過(guò)濾
　·連續操作
　·低剪切力的環(huán)境
　·簡(jiǎn)單的設計
　·緊湊的可在滅菌鍋滅菌的設備
　·緊湊的在位滅菌設備
　·可放大的系統
◆Biosep的優(yōu)點(diǎn)：
　·無(wú)物理過(guò)濾器表面結污
　·無(wú)機械部件失效
　·小的截流體積
　·快的周轉時(shí)間
　·提高效率
　·寬的流速范圍
　·高細胞活力
　·*的培養環(huán)境
　·易于安裝
　·易于自動(dòng)化
　·減少勞力
　·CIP

◆BioSep的型號：
目前BioSep具有10L（灌流速度為1-10L/天），50L（灌流速度為5-50L/天），200L（灌流速度為20-200L/天），1000L（灌流速度可達1000L/天）幾個(gè)型號。

●灌流設置所需的泵和其他硬件（除BioSep腔體和控制器外）
收獲(集)泵是一個(gè)變速泵。在停止期間， BioSep控制器（遠程）控制泵停止，加速集聚細胞沉積。這意味著(zhù)收集流停止幾秒，流體停留在分離腔內。幾秒的停留時(shí)間會(huì )影響一點(diǎn)整個(gè)收獲液的流速。這個(gè)泵可通過(guò)在BioSep控制器和泵之間連接一個(gè)線(xiàn)纜來(lái)直接控制。
對黏附細胞培養和太大的聚集體，建議選配具有滿(mǎn)速反轉（Z288010020）的變速泵。在停止時(shí)間，這個(gè)泵能以最大的泵速使收獲液反向流動(dòng)。貼壁細胞能粘在聲學(xué)分離腔的玻璃上。通過(guò)停止期間全速的反流（3秒），這些細胞得到小的推力而回到生物反應器。每隔10分鐘的反流導致更少的細胞貼在BioSep腔內。
除收集(獲)泵外，還需循環(huán)泵、補加新鮮培養基的泵、管道及接口等。