在制備病毒載體和疫苗的工藝方法中，基于微載體的貼壁灌流培養工藝是較為常用的技術路線。研發和生產過程中常用的微載體（以Cytodex Ⅰ為例）的投放濃度大多在3 ~ 10 g/L，而隨著微載體濃度的進一步提高，會面臨微載體無法完全懸浮、細胞無法均勻貼壁等問題。

本文基于T&J CloudReady™（500 mL）云平臺平行生物反應器對超高微載體投放濃度（15 g/L）的參數條件進行了挑戰性研究，完成Vero細胞貼壁效率及高密度灌流培養工藝驗證。

方法與結果

攪拌槳葉冷模測試：在生物反應器中加入與工作體積（200 mL）相等的PBS溶液和15 g/L Cytodex Ⅰ微載體，分別測試不同類型和數量的攪拌槳葉在不同轉速下微載體的懸浮情況（圖1），篩選合適的攪拌槳葉組合和安裝方式。
 

圖1  不同類型和數量的攪拌槳葉冷模測試

使用T&J CloudReady™（500 mL）云平臺平行生物反應器（圖2）進行Vero細胞的培養。槳葉為雙斜葉槳，攪拌方向為下壓式。灌流裝置安裝于生物反應器內部，通過管路與外部進、出液瓶連接。實驗工藝參數設置如表1所示，在完整的培養周期中，各參數控制均可靠且穩定（圖3）
 

圖2  CloudReady™云平臺平行生物反應器

表1 工藝參數設置

圖3  培養過程中溫度、pH、DO參數控制穩定性

接種后每2h取樣鏡檢情況，總計4次，如圖4所示，可見接種后6h細胞已在微載體表面鋪展開且貼附較均勻。

在整個培養周期中，微載體上細胞密度變化如圖5所示，葡萄糖和乳酸濃度變化如圖6所示。由每天取樣鏡檢圖像（圖7）可見，Day 1-2時細胞在微載體上貼附較為均勻，Day 3-5細胞快速增殖鋪滿微載體表面，空球率低，Day 6-8細胞在微載體上生長至較滿的狀態。

整個培養過程中灌流裝置未出現堵塞現象，細胞增殖17.6倍。
 

圖4 Day 0接種后每2h取樣鏡檢圖

圖5 微載體上細胞密度變化曲線
 

圖6 葡萄糖和乳酸濃度變化曲線

圖7 每24 h取樣鏡檢圖

結論

本文基于T&J CloudReady™（500 mL）云平臺平行生物反應器對超高微載體投放濃度的參數條件進行了挑戰性研究，將微載體投放量由先前的8 g/L(詳見Vero細胞高密度灌流培養及消化轉移工藝驗證)提高至15 g/L，再次驗證了高通量微小型生物反應器在工藝開發與優化方面應用的優勢和適配性。同時，也為微小型平行生物反應器這類產品針對高密度貼壁細胞培養提供全新的解決方案，加速包括病毒性疫苗、間充質干細胞、細胞人造肉等眾多貼壁細胞領域的工藝開發進程。
 

           迪必爾生物 應用技術與工程研究中心（CARE）張君軒 供稿