细胞培养需要怎样的生物反应器

在生物反应器中培养细胞需要温和而彻底的混合、精确的气体流量以及准确的监测和控制。无菌在防止污染方面也起着重要作用。对于在经过验证的环境中运行的生物反应器，监测是必不可少的。

高端充气系统

培养细胞需要精确控制溶解氧浓度。这里的理想解决方案是涉及空气、N 2 和 O 2的复杂气体策略，每个策略都有自己的质量流量控制器。配置级联的过程必须尽可能直观，以便使 pO 2 控制策略适应单个应用程序的需求。这里的一个重要因素是确保细胞有足够的氧气可用——换句话说，保持生物反应器的 kLa 值高——尽管通气率低且温和。该系统还需要包括用于 pH 控制的 CO 2 管线，以及用于顶空充气的选项。

充分混合，剪切应力小

彻底混合对于维持培养容器内的均匀条件是必不可少的。较短的混合时间会降低浓度梯度，这会损害细胞并且可能会出现，例如，在引入基础或营养培养基时。但由于细胞对剪切力高度敏感，因此混合系统必须使用合适的搅拌器——一种能够以低功率输入和均匀能量分布充分混合的搅拌器。

绝对无菌

细胞培养物特别容易受到生物污染。一个细菌孢子或营养细菌细胞就足以使动物细胞培养物过度生长。生物反应器的关键污染点是无菌空间之间的过渡，例如搅拌器、端口和气体管线。可高压灭菌的生物反应器通常配备多重密封、无菌采样系统和可高压灭菌的一次性过滤器，带有疏水性 PTFE 膜，用于对输入气体和废气进行灭菌。

持续监测

可重复的细胞培养需要详细了解培养过程。额外的传感器——用于分析废气、测量活细胞密度和生物量等——允许用户连续监测关键参数。在这些数据的基础上，生物过程软件可以连续计算 RQ 等其他参数，使系统能够快速自动响应不断变化的过程条件。

资质

使用细胞培养物可能意味着必须根据 GMP 指南对生物反应器进行鉴定并记录实验。根据客户的要求，鉴定可能涉及执行工厂验收测试 (FAT)、现场验收测试 (SAT)、安装鉴定 (IQ) 和操作鉴定 (OQ)。Bioprocess 软件将记录整个培养过程，实现较长时间的自动监测和控制。