如何在細(xì)胞培養(yǎng)過程中,、實(shí)時(shí)監(jiān)控二氧化碳含量？

在體外培養(yǎng)模型中（比如在生物反應(yīng)器內(nèi)）,，CO2的測(cè)量和監(jiān)控至關(guān)重要,。在CHO細(xì)胞等哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,，溶解CO2濃度的理想操作范圍通常為5 – 30 %，具體數(shù)值由培養(yǎng)過程和所使用的重組細(xì)胞系決定,。

溶解CO2濃度過高

生物反應(yīng)器中的溶解CO2濃度過高,，會(huì)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響：有害的代謝變化、生長(zhǎng)抑制以及由此導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下,。更確切地來(lái)講,，它還會(huì)改變重組蛋白質(zhì)的糖基化模式，尤其是在采用哺乳動(dòng)物細(xì)胞系表達(dá)模型時(shí),。溶解CO2含量較高時(shí)(200 – 250 mmHg),，會(huì)成為哺乳動(dòng)物的細(xì)胞毒素。如果沒有對(duì)其進(jìn)行快速糾正,，會(huì)嚴(yán)重影響到批次的生產(chǎn)效率,。

溶解CO2濃度過低

人體內(nèi)的二氧化碳濃度為5%，體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí),，低濃度也必須維持在該水平,。雖然發(fā)生的幾率不高，但由于三羧酸循環(huán)中天然細(xì)胞會(huì)產(chǎn)出CO2,，溶解CO2含量低（低于5 %）時(shí)會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力,，也會(huì)對(duì)過程的生產(chǎn)效率造成負(fù)面影響。

那如何控制溶解CO2的濃度呢?

溶解CO2或乳酸累積過多時(shí),，通?？刹捎?strong>添加堿性碳化液的方式，將pH水平降低到目標(biāo)范圍內(nèi),，或者通過注入空氣或N2剝離液相中的CO2,。根據(jù)不同的細(xì)胞系、生物反應(yīng)器的規(guī)格,、氣體注入方法和工藝技術(shù)類型,，可以采取不同的控制策略，提高細(xì)胞密度,。

在線測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

在任何離線或旁線測(cè)量時(shí),，都有可能會(huì)出現(xiàn)取樣和測(cè)樣之間狀態(tài)不同和時(shí)間延遲的問題。使用在線溶解CO2傳感器可提供,、實(shí)時(shí)的測(cè)量,。在線檢測(cè)的數(shù)據(jù)可用于確定何時(shí)應(yīng)該添加或去除CO2，不用考慮生物反應(yīng)器的規(guī)格（H/D比例）,、噴頭設(shè)計(jì),、剝離所使用的氣體類型或細(xì)胞系,。有報(bào)告顯示,，的溶解CO2控制策略可提高細(xì)胞生長(zhǎng)率,，高達(dá)到30 % 。

METTLER TOLEDO InPro 5000i 溶解CO2傳感器

梅特勒托利多突破技術(shù)限制,，發(fā)明了可在線測(cè)量溶解CO2的傳感器,，應(yīng)用于從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線等不同規(guī)模的生物培養(yǎng)過程，開創(chuàng)了市場(chǎng)先河,。

InPro 5000i溶解CO2傳感器所使用的電位二氧化碳Severinghaus電極與BGA所使用的相同,，衛(wèi)生設(shè)計(jì)符合消毒滅菌和在位清洗的要求。傳感器測(cè)量,、可靠,，響應(yīng)時(shí)間短，不會(huì)受到pH變化或代謝物（比如葡萄糖,、谷氨酰胺,、乳酸和銨）濃度的影響，滿足所有生物生產(chǎn)過程工藝的要求,。