搖瓶培養中適應乳酸和減少乳酸生產的研究結果表明,通過改變培養基成分和定期補充特定物質,可以使CHO細胞系適應乳酸環境并減少乳酸的產量。細胞乳酸含量的測定可以使用德國 EKF乳酸分析儀進行在線測量。
這項研究采用了天然控制的CHO細胞系,并在標準光-CHO基培養基中添加鈉,以增加乳酸產量。培養過程中,通過定期添加乳酸補充介質來控制乳酸水平,通過搖瓶培養的方式進行實驗。
圖為:乳酸-補充培養基中培養的細胞在初始階段表現出降低的特定凈生長率
實驗結果顯示,當細胞在乳酸-補充培養基中培養時,初始階段會出現特定凈生長率的下降。然而,隨著時間的推移,細胞逐漸適應了這種培養基,并被稱為乳適應細胞。通過添加氯化鈉將獨立的本地對照培養物改造成適應細胞,并稱為OMOM適應細胞。
圖為:初始乳酸鹽濃度對批量搖瓶培養中特異乳酸生產率的影響
在適應期之后,乳適應細胞和OMOM適應細胞分別在乳酸補充劑或氯化鈉補充劑的條件下繼續培養了80天。在此期間,兩種細胞類型均保持穩定的生長和表型。實驗結果表明,除了乳酸生產率方面的統計學差異外,具體凈增長率和特定葡萄糖攝取率等代謝率也有顯著差異。
通過適應乳酸的細胞和本地控制細胞的對比,研究發現增加乳酸濃度顯著降低了乳酸鹽的特定生產率,使乳酸鹽的產量在約35mm處接近零。即使在相對較高的葡萄糖水平下,細胞仍能保持指數增長。
圖為:l 生物反應器培養的乳酸水平
通過生物反應器培養實驗觀察到,LSA技術(利用LA細胞)相較于OSA細胞在生長和活力方面表現更好。
在第一次喂養后,LSA培養物的生長速度優于OSA培養物,并且提高了活細胞密度,達到了每毫升3500萬細胞的細胞密度,增加了100倍以上。相比之下,OSA培養物的最大細胞密度為每毫升2200萬細胞。在培養后期,LSA細胞表現出較高的可見性,并且經歷了緩慢的死亡階段。而OSA細胞在最后一次喂養后進入了較快的死亡階段,并以30%的低收獲率結束,比LSA細胞低40個百分點。
通過增加細胞密度和減少死亡率的綜合效果,LSA細胞表現出更高的綜合活細胞日(IVCD)。具體來說,LSA培養物每毫升細胞的最大細胞密度為3500萬個,IVCD為每毫升2.73億個細胞日,都是已知最高值之一。
此外,LSA技術大大減少了乳酸水平的增加,經德國EKF乳酸分析儀測量顯示乳酸濃度從OA細胞94mm降至LA細胞僅10mm,降低了9.4倍。LSA技術還降低了特定乳酸的生產率,在整個生長階段都實現了非常低的乳酸產生。
LSA技術還減少了控制pH值所需的堿量,并且維持在目標值7.05附近。通過LSA技術,所需的堿量減少了八倍左右,相當于乳酸增加減少的9.4倍。
總之,LSA技術在生物反應器培養中展現出優于OSA細胞的生長性能和細胞活力。通過降低乳酸產生、減少堿的添加量和維持良好的pH控制,在提高細胞密度和減少細胞死亡方面取得了不錯的效果。這為高效的生物反應器培養和細胞生產提供了重要的參考和指導。
德國EKF乳酸分析儀是一種用于測量細胞培養過程中乳酸含量,快捷方便,操作簡便,只需要2ML樣品,20秒內就可以出結果。對于及時調控細胞乳酸水平具有重要意義。
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