高密度細胞培養的單次使用澄清系統

                               高密度細胞培養的單次使用澄清系統

　　收集技術
　　高產品滴度源自于細胞密度的增加而非每一種細胞單位生產率的提升，所以固體量會明顯增大，常規的收集技術難以應對。
　　目前，zui廣泛應用的單次使用收集技術是深層過濾。不過，生物量濃度較高的情況下，深層過濾器在負載量較低時就會堵塞。較高的污染物濃度也讓深層過濾器對批次變異更為敏感，因此為了彌補過濾能力的波動， 過濾器的面積會過大（ 多達50%）。目前可以使用離心之類的單次使用細胞去除方案，但是生產能力較低，導致成本較高，浪費較大。
　　不過，一種新替代方案已經出現。賽多利斯斯泰迪生物技術公司的產品Sartoclear Dynamics 是一種新的單次使用技術，用于高細胞密度的動物細胞培養的收集。這種即用型的澄清系統得益于血漿成分分離行業的啟發，以摻漿過濾（BFF）的理念作為基礎，該系統性能穩定、易于使用、快速、可以靈活地放大。
　　該系統可以處理高達2,000 L 的體積，因此能夠在一個步驟之內同時替代離心機和深層過濾器。關鍵因素在于進料流中添加了高孔隙度的助濾劑，增加了濾餅的滲透性，防止過濾器出現堵塞。
　　摻漿過濾
　　很長時間以來， 摻漿過濾中運用硅藻土（DE）之類的助濾劑來提升過濾器的性能。[3] 硅藻土（DE， 或稱為diatomite 、kieselgur/kieselguhr） 是一種天然存在的硅質沉積巖，質軟，通常粒徑為10-200 μm。DE 是由硅藻（微小的單細胞藻類）化石的殼或外骨骼構成，具有高孔隙率的結構和惰性特征，通常在生物技術行業的收集階段用于深層過濾器。加入到細胞培養基中的DE 具有雙重作用：濾除亞微米的顆粒，并形成一個具有滲透性的濾餅，改善過濾器的處理量。這種細小的助濾劑顆粒形成無數微小通道，懸浮的雜質被截留，而澄清的液體可以不受阻礙地通過。
　　BFF 的工作原理
　　現在有眾多產品的生產運用了BFF 系統，其中包括靜脈注射免疫球蛋白（IVIG）、白蛋白和一些凝血因子，所基于的原理包括選擇性pH 誘導沉淀、離子強度、添加乙醇以及溫度的變化。[4-6] 沉淀物的去除采用的是DE 強化的深層過濾。
　　實際操作過程中，需要進行澄清操作的生物工藝流體中固體的濃度過高時，流體將不能透過過濾器表面的濾餅（圖1）。添加DE 之類的助濾劑之后，形成的濾餅更具滲透性，可以防止堵塞。所需DE 的量取決于顆粒的濃度。為了獲得理想的結果并使用盡可能少的DE，建議對細胞培養液進行預處理。可以添加凝聚劑或者可以降低pH 值，從而形成聚集體，其體積大至不能進入濾餅層。這樣，濾餅可以保持滲透性，而DE 與生物量的比例可以降低為1:4。

 

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