荷蘭Applikon Biosep聲學細胞截留系統

荷蘭Applikon Biosep聲學細胞截留系統

隨著基因組的進展，需要快速生產不斷增加的蛋白質數量。新型蛋白質需求的增長，促進更有效和更可靠的動物細胞培養生產技術的開發。目前，這荷蘭Applikon Biosep聲學細胞截留系統導致使用更簡單和高生產效率的方法快速傳播使用。

灌流技術被用于提供：
　·高細胞密度
　·高體積生產率
　·操作成本低

　　攪拌的灌流培養，可以通過分離流出液中的細胞，并將它們保留在反應器中，同時補加新鮮的培養基，來達到高的細胞密度（超過107個細胞/ml）。
　　灌流培養的體積產量幾乎可以比批次培養高兩個數量級。在某些情況下，產物的濃度可提高到5倍。需要的反應器體積可以顯著地降低（100倍）！
　　由于灌流培養能持續幾個月，它的經濟上的好處顯而易見，包括它能減少反應器接種和周轉的勞力。采用超聲分離的創新技術，可顯著地降低制藥工業的生產成本。
　　AppliSens的BioSep是*個實現哺乳動物細胞灌流培養可靠和經濟的解決方案。
　　BioSep聲學分離技術可用于研究、中試和產業化規模。
　　使用BioSep聲學分離設備進行灌流培養，典型過程是不斷向生物反應器中添加新鮮的培養基，同時將要收集的培養液流經BioSep腔體過濾將細胞截流并返回到反應器中。BioSep腔體能直接放在生物反應器頂蓋上。

有幾種操作模式可供選擇，聲頻灌流系統一般可用于懸浮的哺乳動物和動物細胞培養，但也可用于貼壁的細胞系，或灌流培養植物細胞。
　　BioSep分離的原理*是基于溫和的聲頻引起的松的細胞積聚，然后再沉淀。與其他的細胞分離技術相比，BioSep內的聲頻能量網構成一個“虛擬網”，因而是更好的，無接觸、無污染、不移動的過濾模式。這個技術可以進行長達數千小時的連續培養，因而大大提高穩態的細胞密度、生產率并獲得高的產品質量。

　　BioSep聲頻過濾器不是設計來超純化收集培養液中的細胞的。相反，少量的流失率允許控制細胞流失，這樣有利于培養細胞活力。
　　BioSep典型的分離效率范圍為90-99%。
　　BioSep分離腔安裝在生物反應器的頂蓋上。細胞懸浮液通過循環泵泵入分離腔。接著培養液被分成收集液和回流液。通過BioSep的流速可由收集泵控制。BioSep內的超聲使細胞聚集并維持懸浮細胞靜止，而不隨收集的培養液流出。沉降的聚集細胞隨返流快速回到生物反應器中，并被攪拌分散。
　　傳統的細胞截流設備包括過濾器、沉降器和離心設備。不管它們設計如何，過濾表面都易結垢。沉降室和離心設備僅僅靠細胞和培養液密度差異進行分離。
　　現在用于生產抗體的主要生產設備是攪拌槽反應器。象攪拌槽反應器一樣均一的系統是目前能夠達到最大的單位反應器體積，具有最高的單位生產能力。這個生產能力可以通過使用細胞截流設備顯著提高。
　　對細胞濃度高達2×10⁷個細胞/ml的反應器。BioSep對收集培養液中細胞的去除率在90%-99%之間。
　　BioSep系統（10L，50，200L）的分離效率通過調節輸入諧振器的聲頻能量，BioSep和收集泵的運行/停止循環時間比率來控制。

聲頻灌流培養優勢（與批次培養相比）
　·提高培養基的使用效率（例如，生長培養基低血清濃度），可達5倍以上的效率。捕獲和循環的細胞利用營養僅維持它們的代謝和產物的生物合成
　·10-20倍以上活細胞濃度
　·每天每個反應器體積抗體的產量比批次培養高10-100倍以上（高體積生產率）
　·由于穩態條件下，更易在線控制
　·減少產物暴露在蛋白酶條件下的時間
　·收集液中抗體濃度提高了2-5倍（與批次培養相比）
　·分泌產物的下游處理減少到一步

由于高的聲頻對照，活細胞被截留在聲頻過濾器的效率比死細胞和細胞碎片要高得多。這導致非活細胞具有明顯更高的逃逸率，從而限制死細胞在反應器中積累。這個效果對灌流有利：它選擇性截流生產細胞，從反應器中去除無生產能力的死細胞。
◆BioSep的特點：
　·超聲諧振場細胞過濾
　·連續操作
　·低剪切力的環境
　·簡單的設計
　·緊湊的可在滅菌鍋滅菌的設備
　·緊湊的在位滅菌設備
　·可放大的系統
◆Biosep的優點：
　·無物理過濾器表面結污
　·無機械部件失效
　·小的截流體積
　·快的周轉時間
　·提高效率
　·寬的流速范圍
　·高細胞活力
　·*的培養環境
　·易于安裝
　·易于自動化
　·減少勞力
　·CIP

◆BioSep的型號：
目前BioSep具有10L（灌流速度為1-10L/天），50L（灌流速度為5-50L/天），200L（灌流速度為20-200L/天），1000L（灌流速度可達1000L/天）幾個型號。

●灌流設置所需的泵和其他硬件（除BioSep腔體和控制器外）
收獲(集)泵是一個變速泵。在停止期間， BioSep控制器（遠程）控制泵停止，加速集聚細胞沉積。這意味著收集流停止幾秒，流體停留在分離腔內。幾秒的停留時間會影響一點整個收獲液的流速。這個泵可通過在BioSep控制器和泵之間連接一個線纜來直接控制。
對黏附細胞培養和太大的聚集體，建議選配具有滿速反轉（Z288010020）的變速泵。在停止時間，這個泵能以最大的泵速使收獲液反向流動。貼壁細胞能粘在聲學分離腔的玻璃上。通過停止期間全速的反流（3秒），這些細胞得到小的推力而回到生物反應器。每隔10分鐘的反流導致更少的細胞貼在BioSep腔內。
除收集(獲)泵外，還需循環泵、補加新鮮培養基的泵、管道及接口等。