高密度细胞培养的单次使用澄清系统

                               高密度细胞培养的单次使用澄清系统

　　收集技术
　　高产品滴度源自于细胞密度的增加而非每一种细胞单位生产率的提升，所以固体量会明显增大，常规的收集技术难以应对。
　　目前，zui广泛应用的单次使用收集技术是深层过滤。不过，生物量浓度较高的情况下，深层过滤器在负载量较低时就会堵塞。较高的污染物浓度也让深层过滤器对批次变异更为敏感，因此为了弥补过滤能力的波动， 过滤器的面积会过大（ 多达50%）。目前可以使用离心之类的单次使用细胞去除方案，但是生产能力较低，导致成本较高，浪费较大。
　　不过，一种新替代方案已经出现。赛多利斯斯泰迪生物技术公司的产品Sartoclear Dynamics 是一种新的单次使用技术，用于高细胞密度的动物细胞培养的收集。这种即用型的澄清系统得益于血浆成分分离行业的启发，以掺浆过滤（BFF）的理念作为基础，该系统性能稳定、易于使用、快速、可以灵活地放大。
　　该系统可以处理高达2,000 L 的体积，因此能够在一个步骤之内同时替代离心机和深层过滤器。关键因素在于进料流中添加了高孔隙度的助滤剂，增加了滤饼的渗透性，防止过滤器出现堵塞。
　　掺浆过滤
　　很长时间以来， 掺浆过滤中运用硅藻土（DE）之类的助滤剂来提升过滤器的性能。[3] 硅藻土（DE， 或称为diatomite 、kieselgur/kieselguhr） 是一种天然存在的硅质沉积岩，质软，通常粒径为10-200 μm。DE 是由硅藻（微小的单细胞藻类）化石的壳或外骨骼构成，具有高孔隙率的结构和惰性特征，通常在生物技术行业的收集阶段用于深层过滤器。加入到细胞培养基中的DE 具有双重作用：滤除亚微米的颗粒，并形成一个具有渗透性的滤饼，改善过滤器的处理量。这种细小的助滤剂颗粒形成无数微小通道，悬浮的杂质被截留，而澄清的液体可以不受阻碍地通过。
　　BFF 的工作原理
　　现在有众多产品的生产运用了BFF 系统，其中包括静脉注射免疫球蛋白（IVIG）、白蛋白和一些凝血因子，所基于的原理包括选择性pH 诱导沉淀、离子强度、添加乙醇以及温度的变化。[4-6] 沉淀物的去除采用的是DE 强化的深层过滤。
　　实际操作过程中，需要进行澄清操作的生物工艺流体中固体的浓度过高时，流体将不能透过过滤器表面的滤饼（图1）。添加DE 之类的助滤剂之后，形成的滤饼更具渗透性，可以防止堵塞。所需DE 的量取决于颗粒的浓度。为了获得理想的结果并使用尽可能少的DE，建议对细胞培养液进行预处理。可以添加凝聚剂或者可以降低pH 值，从而形成聚集体，其体积大至不能进入滤饼层。这样，滤饼可以保持渗透性，而DE 与生物量的比例可以降低为1:4。

 

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