隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，細(xì)胞灌流培養(yǎng)作為一種先進(jìn)的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，能夠有效提高細(xì)胞培養(yǎng)的產(chǎn)量和質(zhì)量。而蠕動(dòng)泵則是灌流培養(yǎng)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其在細(xì)胞灌流培養(yǎng)中的應(yīng)用日益受到關(guān)注，本期文章將帶大家簡(jiǎn)單了解蠕動(dòng)泵在細(xì)胞灌流培養(yǎng)工藝中的應(yīng)用。

細(xì)胞培養(yǎng)工藝

在生物工程領(lǐng)域，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)已成為一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)。通過(guò)這種工藝，我們能夠從細(xì)胞中提取并生產(chǎn)出各種生物制品，如疫苗、抗體、細(xì)胞因子等。細(xì)胞培養(yǎng)工藝因其可控性和高效率，成為了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前常用的哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)工藝有：批次培養(yǎng)、補(bǔ)料批次培養(yǎng)和灌流培養(yǎng)，其中灌流培養(yǎng)通過(guò)不斷移出副產(chǎn)物，同時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此可提供對(duì)細(xì)胞穩(wěn)定且有利的生長(zhǎng)環(huán)境。與批次培養(yǎng)和補(bǔ)料批次培養(yǎng)相比，灌流培養(yǎng)可以在高細(xì)胞密度環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定培養(yǎng)環(huán)境，同時(shí)降低產(chǎn)物在培養(yǎng)基里的停留時(shí)間，這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

基于哺乳動(dòng)物細(xì)胞灌流培養(yǎng)技術(shù)在產(chǎn)物產(chǎn)量、質(zhì)量及成本等方面表現(xiàn)出來(lái)的顯著優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多獲批上市的生物藥物使用灌流培養(yǎng)工藝進(jìn)行生產(chǎn)對(duì)灌流培養(yǎng)工藝的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化進(jìn)而成為當(dāng)前哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)工藝研究的熱點(diǎn)。

細(xì)胞培養(yǎng)工藝優(yōu)勢(shì)

相比于為期14天的傳統(tǒng)流家培養(yǎng)，反應(yīng)器灌流培養(yǎng)除了pH、DO、溫度、攪拌等控制模塊外，還包 含了連續(xù)的培養(yǎng)基流入(media)模塊、通過(guò)細(xì)胞截留設(shè)備 實(shí)現(xiàn)的細(xì)胞液收獲模塊(harvest)，以及控制罐內(nèi)恒定細(xì)胞密度的細(xì)胞液流出 (bleeding)模塊 。灌流培養(yǎng)通過(guò)不斷移出副產(chǎn)物，同時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此可提供對(duì)細(xì)胞穩(wěn)定且有利的生長(zhǎng)環(huán)境。與批次培養(yǎng)和補(bǔ)料批次培養(yǎng)相比，灌流培養(yǎng)可以在高細(xì)胞密度環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定培養(yǎng)環(huán)境，同時(shí)降低產(chǎn)物 在培養(yǎng)基里的停留時(shí)間，這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn) ，灌流培養(yǎng)可實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基組 分中的動(dòng)態(tài)變化對(duì)蛋白質(zhì)糖基化的影響最小，這一研究結(jié)果表明灌流培養(yǎng)有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

細(xì)胞灌流培養(yǎng)工藝分析

灌流培養(yǎng)中通常采用的膜過(guò)濾是基于中空纖維膜的切向流過(guò)濾，這種過(guò)濾方式的循環(huán)料液不停地流過(guò)膜柱，液體形成的“沖刷作用"沖洗整個(gè)膜表面，降低了膜孔堵塞及膜污染的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的膜過(guò)濾，滿(mǎn)足了灌流工藝中細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定培養(yǎng)的需求。

目前，用于灌流培養(yǎng)的細(xì)胞截留系統(tǒng)主要有兩種，切向流過(guò)濾TFF（Tangential Flow Filtration）和交替切向流過(guò)濾ATF（Alternating Tangential Flow），對(duì)于TFF，細(xì)胞液通過(guò)蠕動(dòng)泵作用形成一個(gè)連續(xù)的環(huán)形流動(dòng)方向，進(jìn)入纖維膜后，廢液會(huì)通過(guò)膜排出體系之外，細(xì)胞會(huì)隨著環(huán)路重新回到培養(yǎng)體系之內(nèi)。

PreFluid蠕動(dòng)泵在中空纖維膜柱切向流過(guò)濾中展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)：

●   過(guò)濾純化中精確性高：可以精確地控制樣品流動(dòng)的速度和量，從而保證過(guò)濾純化的精確度；此外PreFluid蠕動(dòng)泵還具有較高的可重復(fù)性，不受外界環(huán)境的影響，可以更好地保證過(guò)濾純化工作。

●  具備較高的靈活性和可調(diào)性：可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)調(diào)整泵頭的擠壓力度，從而實(shí)現(xiàn)不同樣品的分離需求。而且，由于PreFluid蠕動(dòng)泵的工作原理決定了其可以適應(yīng)多種不同的流體，能夠處理不同性質(zhì)的樣品。

●  具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)：工作人員能夠輕松地進(jìn)行過(guò)濾操作，并且不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的操作流程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在細(xì)胞灌流培養(yǎng)工藝中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被不斷泵入到生物反應(yīng)器中，同時(shí)，細(xì)胞代謝的副產(chǎn)物通過(guò)外部截留裝置被移除，保證細(xì)胞一直處于最佳的生長(zhǎng)環(huán)境中，從而獲得高的細(xì)胞密度。