引言

工藝放大是從研發(fā)到生產(chǎn)實現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)移的重要階段，而使用不同的生物反應(yīng)器在不同的工作體積下進行工藝生產(chǎn)時，溫度、pH、DO等與規(guī)模無關(guān)的變量很容易保持不變。但與罐體結(jié)構(gòu)，工作體積相關(guān)的如攪拌、葉輪葉尖速度、通氣速率等參數(shù)在放大過程中很難保持完全不變。因此，在進行工藝放大或縮小時需要綜合進行考慮，選擇最合適的放大或縮小策略。

本試驗使用CHO細胞在Endura SUB^®0.5L和15L一次性罐體進行培養(yǎng)，通過迪必爾自主開發(fā)的工藝放大軟件進行基于P/V放大原則的工藝放大驗證。

圖1 Endura SUB^®一次性硬質(zhì)罐體（0.5-15L）

圖2  迪必爾生物反應(yīng)器放大工具(見文末鏈接）

材料與方法

實驗場所：
迪必爾生物 應(yīng)用技術(shù)與工程研究中心（CARE）

細胞類型：
CHO-K1

反應(yīng)器控制器及罐體：
CloudReady + Endura SUB^® 0.5 L 一次性細胞罐
Opti-Cell mini + Endura SUB^® 15 L 一次性細胞罐

圖3 CloudReady 0.5L云平臺生物反應(yīng)器(左)和Opti-Cell mini 15L臺式生物反應(yīng)器（右）

圖4 控制器參數(shù)設(shè)置

軟件系統(tǒng)：
D2MS(設(shè)備和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng), Device & Data management system）Pro

培養(yǎng)過程及結(jié)果分析
細胞培養(yǎng)過程中的細胞生長曲線和活率變化曲線可以直觀反映出細胞的生長狀態(tài)。由圖5可以看出，在不同培養(yǎng)規(guī)模中，細胞的生長曲線與活率變化基本相同，但0.5L罐體中的最高細胞密度（PVCD）略微高于15L罐體，可能是由于15L罐體實驗初期通氣量較大，濾器堵塞導(dǎo)致罐內(nèi)壓力增大所致。葡萄糖和乳酸代謝曲線如圖6所示，0.5L和15L葡萄糖消耗及乳酸生成再消耗的代謝曲線保持高度一致。以上結(jié)果表明，由0.5L建立的CHO細胞培養(yǎng)工藝在15L上進行P/V放大時，細胞生長方面表現(xiàn)出較好的一致性。

圖5 不同生物反應(yīng)器中的細胞密度與活率變化曲線

圖6  不同生物反應(yīng)器中葡萄糖及乳酸代謝曲線

在第8天開始，進行蛋白表達量的檢測，由圖7可以看出，兩種培養(yǎng)規(guī)模中，蛋白的累計速率基本保持一致。最終第14天蛋白累積量分別為6.805g/L、6.63g/L，在0.5L和15L培養(yǎng)體系中，蛋白產(chǎn)量也具有良好的一致性。

圖7 不同生物反應(yīng)器中Titer累積情況

總結(jié)

本次試驗結(jié)果顯示，CHO細胞通過P/V放大原則，在0.5L和15L Endura SUB^®一次性生物反應(yīng)器進行工藝放大時，在細胞生長、代謝及最終蛋白產(chǎn)量上均表現(xiàn)出較好的一致性。

迪必爾自研的CloudReady^®和Opti-Cell^® mini工藝開發(fā)平臺，可滿足不同體積的高通量平行細胞培養(yǎng)工藝需要。能夠靈活適配不同體積和材質(zhì)的罐體（玻璃/一次性）。

通過放大軟件（http://dm.parallel-bioreactor.com/dynamix），根據(jù)實際情況選擇不同的放大策略，快速進行工藝放大。

參考文獻
[1] CHO-K1在Endura SUB^® 500mL一次性生物反應(yīng)器中的驗證表達，TJX016-2023.
[2] Endura SUB^® 3L一次性生物反應(yīng)器的應(yīng)用及非浸入式DO電極性能驗證，TJX005-2024.
[3] Opti-Cell mini生物反應(yīng)器上進行CHO細胞培養(yǎng)工藝放大可行性的驗證，TJX006-2023.

其他CHO細胞培養(yǎng)工藝相關(guān)案例
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