เครื่อง ปลูก เซลล์ คือ อะไร? หลักการ ประเภท และ การ ใช้

ตอบคําถามหลัก:เครื่องปฏิกิริยาเพาะเลี้ยงเซลล์คืออะไร และมันช่วยรักษาเซลล์สัตว์เลี้ยงสัตว์ด้วยความหนาแน่นสูงอย่างไร เพื่อผลิตยาชีวภาพ?เครื่องปฏิกิริยาเพาะเลี้ยงเซลล์ คือ เครื่องปฏิกิริยาชีวที่ออกแบบและปรับปรุงมาโดยเฉพาะเจาะจงสําหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ของสัตว์นม (เช่น Chinese Hamster Ovary [CHO], NS0,หรือเซลล์ HEK293) หรือเซลล์ของแมลง ภายใต้สภาพอุณหภูมิที่ควบคุมได้อย่างละเอียด (36.5 ละ 37.5 °C), ไดออกซิเจนละลาย (20 ละ 60% ความอิ่มอากาศ), pH (6.8 ละ 7.4), และ osmolality (280 ละ 340 mOsm / kg). ไม่เหมือนกับเครื่องหมักของจุลินทรีย์ที่ทํางานในความเร็วการกระตุ้นที่สูงและอัตราการโอนออกซิเจนเครื่องปฏิกิริยาปลูกเซลล์ต้องรักษาสภาพผสมที่อ่อนโยน เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของเซลล์ที่เกิดจากการตัด โดยยังคงให้อุปทานออกซิเจนและสารอาหารที่เพียงพอ.

1หลักการทํางานของปฏิกิริยาปลูกเซลล์

·**การออกแบบการผสมผสานแบบลดการตัดเซลล์ของสัตว์นมไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงและได้รับความเสียหายจากการกระตุ้นการตัดที่เกิน 200 ‰ 300 ไดน์ / ซม.6) การทํางานในความเร็วต่ํา (20 ∼ 150 รอบ/นาที), โดยทั่วไปการออกแบบการไหลของแกน (หมุนเรือ, เครื่องหมุนหูช้าง) ที่สร้างอัตราการตัดเฉลี่ย 30 ‰ 100 s−1 โดยยังคงการถ่ายส่งออกซิเจนที่เพียงพอ (kLa ของ 2 ‰ 15 h−1).

·** การควบคุมออกซิเจนละลาย **เซลล์ของสัตว์นมใช้ออกซิเจนในอัตรา 0.5 5 × 10-12 โมล / เซลล์ / ชั่วโมง ในความหนาแน่นของเซลล์ 10 30 × 106 เซลล์ / มิล ความต้องการออกซิเจนคือ 5 50 mmol / L / ชั่วโมงไอน้ําออกซิเจนถูกจัดส่งผ่านการกระจาย (การเพิ่มก๊าซโดยตรง), การระบายอากาศบนพื้นผิว, หรือการกระจายกระจก. DO ถูกรักษาไว้ที่ 20~60% ความอิ่มอากาศโดยใช้วงจรควบคุมแบบ Cascaded ที่ปรับอัตราการไหลของก๊าซและองค์ประกอบ (อากาศ, O2, N2, CO2).

·** การเปลือกและการเก็บเซลล์ **การเพาะเลี้ยงเซลล์เพอร์ฟิวชั่น ให้อาหารสื่อสดอย่างต่อเนื่อง และกําจัดสื่อที่ใช้ไปขณะที่เก็บเซลล์ไว้ในตัวตัวปฏิกิริยา โดยใช้อุปกรณ์เก็บเซลล์ (กรองระบายสัมผัสสลับ (ATF)เครื่องกรองหมุน, หรือการประกอบเสียง) ทําให้ความหนาแน่นของเซลล์สูงกว่า 50 × 200 × 106 เซลล์ / mL มากกว่า 10 × 50 ครั้งมากกว่าชุดอาหาร

2ประเภทหลักของเซลล์คัลチャーเรอคเตอร์

·** Bioreactor สตาร์ด-ตังค์ เซลล์พัฒนาการ **สแตนเลส (316L) หรือระบบกระเป๋าสะพายครั้งเดียว (50-2,000L) พร้อมเครื่องปั่นแม่เหล็กหรือเครื่องกลที่ติดตั้งด้านล่าง มาตรฐานอุตสาหกรรมสําหรับการผลิตยาชีวภาพทางการแพทย์และทางการค้าอุปกรณ์ควบคุมปริมาตรหลายตัว (DO), pH, อุณหภูมิ, แอนาไลเซอร์กลูโคซ / ลาคเตต) และความสามารถ CIP / SIP (สําหรับเหล็กไร้ขัด) หรือถุงกามาม่า (การใช้ครั้งเดียว)

·** Bioreactor การปลูกเซลล์ผสมคลื่น**กระเป๋ายืดหยุ่นบนแพลตฟอร์มที่สั่นที่ผลิตการผสมผสานและการอากาศที่เกิดจากคลื่นโดยไม่ต้องมีหมุนความถี่ 15 หมุน 35 รอบ / นาที) สร้างความเครียดการตัดที่ต่ํา (50 หมุน 150 s−1), เหมาะสําหรับเซลล์ที่มีความรู้สึกต่อการตัดและพืชที่มีความหนาแน่นต่ํา ขนาดจาก 10 mL ถึง 600 L ใช้เป็นหลักในการขยายสายเมล็ดและการพัฒนาในช่วงต้น

·** ระบบปฏิกิริยาปลูกเซลล์เส้นใยว่างแคทริจที่มีหลายพันเส้นใยรูครึ่งผ่าน (ขนาดรู 0.2 μm, พื้นที่พื้นผิว 1?? 10 m2)เซลล์เติบโตบนด้านเปลือกที่ความหนาแน่นสูงถึง 1 หนาแน่น 5 × 108 เซลล์ / มิลขณะที่สื่อไหลผ่านแสงใยใช้สําหรับการผลิตต่อเนื่องในระยะยาว (30~60 วัน) ของแอนติบอดีโมโนคลอน และโปรตีนเรคอมบิแอนตินในปริมาณน้อย

ประเภทของปฏิกิริยาเพาะเลี้ยงเซลล์ แมตริกซ์การเปรียบเทียบ

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

ทําไมปฏิกิริยาเพาะเลี้ยงเซลล์ต้องทํางานในความเครียดการตัดที่ต่ํากว่าเครื่องหมักของจุลินทรีย์?

เซลล์ของสัตว์นมไม่มีผนังเซลล์เพปติโดกลิกานที่แข็งแรง ทําให้พวกมันมีความเปราะบางต่อการเสียหายจากการตัดจากปลายหมุน, การแตกกระบอกก๊าซ และความวุ่นวายของของเหลวความตึงเครียดในการตัดที่เกิน 200 ‰ 300 ไดน์ / ซม 2 ส่งผลให้ผิวเซลล์แตกและปล่อยเอนไซม์ภายในเซลล์. เซลล์จุลินทรีย์ (แบคทีเรีย, ยีสต์) ทนการตัดที่สูงกว่า 10 หน 100 เท่า เพราะผนังเซลล์ของพวกเขาให้ความแข็งแกร่งทางโครงสร้าง

พฤติกรรมเซลล์เพอร์ฟิวชั่นคืออะไร และมันแตกต่างจากการเลี้ยงชุดอย่างไร?

ในการเพาะเลี้ยงชุดอาหาร อาหารจะเพิ่มขึ้นเป็นระยะเวลา ในขณะที่ชุดยังคงอยู่ในตัวปฏิกิริยาจนถึงการเก็บเกี่ยว (โดยทั่วไป 10 ‰ 14 วัน) โดยจะบรรลุความหนาแน่นของเซลล์ 10 ‰ 30 × 106 เซลล์ / mlในพืชเพลิงสารสื่อสดถูกให้อาหารอย่างต่อเนื่อง ขณะที่สารสื่อที่ใช้ไปแล้วถูกถอนออกไปอย่างต่อเนื่อง และเซลล์ถูกเก็บไว้โดยเครื่องกรองหรืออุปกรณ์ที่ตั้งการรักษาความหนาแน่นของเซลล์ที่ 50?? 200 × 106 เซลล์/มิลลิลาน เป็นเวลา 30?? 60 วัน ด้วยผลผลิตภาพขนาดสูงกว่า 5?? 10 เท่า.

ความต้องการ kLa สําหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ของสัตว์เลี้ยงสัตว์นมคืออะไร?

เซลล์ของสัตว์เลี้ยงแม่นต้องการอัตราการถ่ายส่งออกซิเจน (kLa) 2?? 15 h−1 ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเซลล์และกิจกรรมการเผาผลาญซึ่งต่ํากว่าการหมักของจุลินทรีย์มาก (kLa ของ 50~300 h−1) เนื่องจากเซลล์ของสัตว์เลี้ยงนมมีอัตราการรับออกซิเจนเฉพาะที่ต่ํากว่า (0.5?? 5 × 10−12 โมล/เซลล์/ชั่วโมง เทียบกับ 10?? 100 × 10−12 โมล/เซลล์/ชั่วโมงสําหรับแบคทีเรีย)

สามารถใช้ปฏิกิริยาปลูกเซลล์ในการผลิตวัคซีนไวรัสได้หรือไม่?

ใช่. เซลล์ของสัตว์นม (Vero, MDCK, HEK293) ที่ปลูกในไบโอเรอแรคเตอร์ถังสั่น (50?? 2,000 ลิตร) เป็นพื้นฐานมาตรฐานสําหรับการผลิตวัคซีนไวรัส. เซลล์ติดเชื้อไวรัส (ไข้หวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดหวัดโรคโพลิโอ, โรคบ้า) ซึ่งขยายตัวภายในเซลล์ หลังจากติดเชื้อ (37 วัน) ไวรัสจะถูกเก็บเกี่ยว, ทําความสะอาดและทําให้ไม่ทํางานเครื่องปฏิกิริยาที่ใช้ครั้งเดียวเป็นหลักในการใช้งานนี้ เนื่องจากความต้องการในการควบคุมความปลอดภัยทางชีวภาพ.