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如何在細胞培養(yǎng)過程中、實時監(jiān)控二氧化碳含量,?
如何在細胞培養(yǎng)過程中,、實時監(jiān)控二氧化碳含量?
在體外培養(yǎng)模型中(比如在生物反應器內(nèi)),,CO2的測量和監(jiān)控至關重要,。在CHO細胞等哺乳動物細胞培養(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胞系決定,。
溶解CO2濃度過高
生物反應器中的溶解CO2濃度過高,會對細胞培養(yǎng)產(chǎn)生嚴重的負面影響:有害的代謝變化,、生長抑制以及由此導致的生產(chǎn)效率低下,。更確切地來講,,它還會改變重組蛋白質(zhì)的糖基化模式,尤其是在采用哺乳動物細胞系表達模型時,。溶解CO2含量較高時(200 – 250 mmHg),,會成為哺乳動物的細胞毒素。如果沒有對其進行快速糾正,,會嚴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)動物細胞時,,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)中天然細胞會產(chǎn)出CO2,,溶解CO2含量低(低于5 %)時會對細胞產(chǎn)生機械應力,,也會對過程的生產(chǎn)效率造成負面影響。
那如何控制溶解CO2的濃度呢?
溶解CO2或乳酸累積過多時,,通??刹捎?strong>添加堿性碳化液的方式,將pH水平降低到目標范圍內(nèi),,或者通過注入空氣或N2剝離液相中的CO2,。根據(jù)不同的細胞系、生物反應器的規(guī)格,、氣體注入方法和工藝技術類型,,可以采取不同的控制策略,提高細胞密度,。
在線測量的優(yōu)點
在任何離線或旁線測量時,,都有可能會出現(xiàn)取樣和測樣之間狀態(tài)不同和時間延遲的問題。使用在線溶解CO2傳感器可提供,、實時的測量。在線檢測的數(shù)據(jù)可用于確定何時應該添加或去除CO2,,不用考慮生物反應器的規(guī)格(H/D比例),、噴頭設計、剝離所使用的氣體類型或細胞系,。有報告顯示,,的溶解CO2控制策略可提高細胞生長率,高達到30 % ,。
METTLER TOLEDO InPro 5000i 溶解CO2傳感器
梅特勒托利多突破技術限制,,發(fā)明了可在線測量溶解CO2的傳感器,應用于從實驗室到生產(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)生設計符合消毒滅菌和在位清洗的要求。傳感器測量,、可靠,,響應時間短,不會受到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,。