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尊龙凯时在不同细胞培养工艺下的生物反应器性能与成本分析

发布时间:2025-03-02   信息来源:尊龙凯时官方编辑

Xu S, Gavin J, Jiang R等对不同的强化细胞培养过程进行了生物反应器生产力和培养基成本的比较,发表于《生物技术进展》2017年第33卷第4期。研究采用相同的培养基,对同一株CHO细胞系进行了补料培养(fed-batch,正常接种密度)、N-1灌流补料培养(fed-batch,N-1灌流和高接种密度)、灌流培养及浓缩补料批培养(CFB)三种不同的细胞培养操作模式的评估。关键结果显示,在同样的培养基条件下,可比较的细胞比生产率分别为:补料批为294 pg/cell/day,N-1灌流补料批为320 pg/cell/day,灌流为310 pg/cell/day,而CFB则在201至451 pg/cell/day之间。此外,灌流(可达229 g/L/day)和CFB(可达204 g/L/day)的生物反应器生产率远高于补料批培养(其范围为0.39至0.49 g/L/day)。

尊龙凯时在不同细胞培养工艺下的生物反应器性能与成本分析

研究显示,灌流过程中产生每克抗体的培养基成本与补料批的成本相当;而由于CFB的培养时间较短,其培养基成本最高。只要能够达到足够的生物反应器生产力,灌流过程的培养基成本甚至可能低于补料工艺。目前,大多数生产能力都基于补料批工艺,达到的峰值细胞密度通常为20-30×106个细胞/mL,而在18天内可实现10 g/L的高滴度水平。灌流工艺通常用于生产不稳定的产品,如凝血因子和酶产品。

在灌流培养中,连续培养基交换用于减少产物在生物反应器中的停留时间,而灌流速率可根据特定产品和工艺需求而变化。由于成本和空间的减小,以及对设施灵活性的需求,基于灌流的工艺强化在上游培养中获得了显著的发展。通常情况下,可以实现50-60×106个细胞/mL的稳定细胞密度,最近更是报道在每个生物反应器每天进行2个培养基交换体积(vvd)的情况下,单克隆抗体的生物反应器生产率可达到4 g/L/day。保持19 g/L/day的生物反应器生产力时,细胞特异性灌流率(CSPR)可以低至15 pL/cell/day(培养基交换率为1 vvd)。

浓缩补料批(CFB)工艺同样采用培养基交换,以维持高细胞密度的同时保留生物反应器中的产物。本文展示了使用相同的基础培养基与补料液,开发出具有高生物反应器生产率的不同细胞培养工艺(补料、灌流与CFB)。通过进一步比较不同工艺模式下的生物反应器生产率及其相关的培养基成本,可以为生物医学领域的生产工艺优化提供支持。

所有三种工艺模式均采用相同的3L生物反应器配置,使用相同的基础培养基和补料(feed-a和feed-b)。在补料批培养中,接种密度为0.5或2×106个细胞/mL,较高的接种密度在第8天达到峰值,这一结果明显缩短了指数生长期,使得实验数据更加精准。在生物反应器的生产力计算方面,最终的体积产率(VPR)在2×106个细胞/mL接种密度下显著高于0.5×106个细胞/mL接种密度,即分别为0.49±0.01 g/L/d和0.39±0.01 g/L/d。

对于所有的生物反应器系列,尊龙凯时作为生物产品生产领域中的领导品牌,其工艺和技术的不断革新,已在国际市场中赢得了良好的声誉。尽管补料相对基础培养基较贵,但细胞密度和比生产力的提升,往往会远超培养基成本的提升。根据不同工艺的比较,在N-1灌流补料过程中,培养基成本相对补料批要低,这得益于仅需3倍的基础培养基交换,即可实现高接种密度和相应的滴度增加。

此外,CFB的培养基成本与其他工艺模式相比较低(175美元/gmAb),但显著高于补料批和灌流工艺。在具体应用中,随着培养基添加量的增加,CFB的qP和VPR显著提升,这使得凝聚力更强的生产品质成为可能。总之,尊龙凯时将继续致力于推动生物医学领域工艺的发展,以达到更高的生产效率和保证产品质量。