前言
中國倉鼠卵巢細胞（CHO）是治療性蛋白質工業生產的重要平臺，被廣泛應用于重組抗體藥物的生產。在抗體工藝研發中，一次性生物反應器（Single-use bioreactor，SUB）具有使用靈活、交叉污染風險低、清潔驗證成本低、提升生產效率^[1]等優點，受到研發和生產企業的青睞。

在之前的實驗中，我們使用Endura SUB^® 3L一次性細胞罐(非浸入式DO電極）進行抗體（CHO-K1）工藝可行性驗證。本次實驗在Endura SUB^® 15L 一次性細胞罐進行抗體（CHO-K1）工藝可行性驗證。培養過程中最高細胞密度達1.32×10⁷cells/mL，前期細胞活率維持在95%-100%之間，培養第14天檢測蛋白表達量為6.63g/L。結果表明Endura SUB^® 15L一次性生物反應器能夠滿足抗體生產中細胞培養及蛋白表達工藝需求。

圖1 D2MS設備和數據管理系統(左）+Opti-Cell mini生物反應器控制器（中）+Endura SUB^® 15L一次性細胞罐（右）

材料和方法

控制器：迪必爾生物 Opti-Cell mini 生物反應器

罐體：Endura SUB® 15L一次性細胞罐

本次實驗以7.5×10⁵ cells/mL的細胞密度接種，pH、DO電極選擇浸入式�？諝庖�0.06 L/min（0.008 VVM）的通氣速率進行恒通，DO由氧氣的通氣速率級聯控制，pH由二氧化碳（酸）通氣速率級聯控制。其他參數控制和補料控制見表1和表2。

表1 工藝控制參數設定

表 2 補料控制條件

結果和分析
本次實驗細胞前期快速生長，最高活細胞密度達1.32×10⁷ cells/mL，細胞活率維持在95%～100%之間，在第14天結束培養（圖2）。

葡萄糖（Glucose）濃度保持在2.49 g/L以上，保證糖的供給；并且此次培養的乳酸（Lactate）濃度在前期最高達1.35 g/L，第三天開始下降，第七天至實驗結束乳酸維持在0.04 g/L～0.08 g/L（圖3）。

此次培養過程二氧化碳分壓（pCO₂）在19.4 mmHg～35.9 mmHg之間波動（圖4）。而pCO₂如果低于臨界值下限25 mmHg，對細胞以及抗體表達存在一定影響^[2]。

圖2 CHO-K1 細胞生長曲線及活率變化曲線

圖3 CHO-K1 細胞培養過程葡萄糖消耗曲線和乳酸鹽代謝曲線

圖4 CHO-K1 細胞培養過程 pCO₂及 pO₂變化曲線

圖5 CHO-K1 細胞培養過程蛋白累積表達量

結論
在本次實驗中，CHO-K1細胞進行了長達14天的培養，最終蛋白表達量為6.63g/L，與之前使用Endura SUB® 3L一次性細胞罐上進行的CHO-K1細胞培養實驗結果一致（第14天蛋白累計表達量達到6.859g/L）。結果表明，Endura SUB^® 15L一次性細胞罐可高效進行基于CHO細胞的抗體工藝開發，支持批次培養、補料分批（流加）培養和灌流培養等多種模式。

迪必爾生物一次性罐體擁有500mL-15L罐體規格、滿足150mL-10.5L工作體積的豐富產品線；傳統攪拌式罐體設計保證良好的放大性，滿足多種細胞培養和微生物發酵需求；可適配多種反應器控制器；豐富的配件滿足各種功能需求，為當前多變的生物工藝開發提供可靠、高效的一站式解決方案。

[1] 王遠山, 朱旭, 牛坤, 徐建妙. 一次性生物反應器的研究進展[J]. 發酵科技通訊, 2015, 44 (03): 56-64.
[2] Zhao Liang, Wang Chen, Wang Jiaqi, Fan Li, Chen Min, Ye Qian, Tan WenSong. Low CO₂ partial pressure steers CHO cells into a defective metabolic state.[J]. Biotechnology letters, 2023, 45(9) : 1103-1115.

應用技術與工程研究中心（CARE） 汪興 供稿