快速、經濟的大規模培養基除菌過濾新技術
?簡介
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100L以上規模培養基的制備和除菌是動物細胞上游生物工藝的主要工作之一，該過程較為復雜，也很敏感，往往耗費大量的材料和時間。大規模培養基的除菌過濾一般使用一次性死端過濾器，為了優化工藝、降低成本，本文介紹一種用于100L以上哺乳動物培養基除菌過濾的新技術。
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實驗
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本實驗旨在優化100L以上細胞培養基除菌過濾工藝，降低時間和成本。實驗測試了正排量泵（蠕動泵）和無軸承離心泵，并繪制壓力/體積圖，以確定最佳泵速和壓力。實驗用軟管內徑為0.25”。泵下游安裝閥門，并在閥門部位監測壓力和流速。實驗通過濁度分析，檢測了使用不同尺寸玻璃微纖維（GF）預過濾器的效果，0.2μm死端膜過濾器的測試采用正排量泵，測試膜材質包括聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、混合纖維素酯（ME）；切向流過濾（TFF）使用0.2μm PES和ME膜，哺乳動物細胞培養基除菌過濾起始壓力為500mbar，過濾過程中監測壓力和流速，直至跨膜壓達到1200mbar停止過濾，此時已達到管路接頭壓力上限。實驗測試了每種類型膜的特定培養基過濾體積、過濾器液體流速以及濾液濁度。
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結果
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壓力/體積圖顯示，在1000mbar壓力條件下，無軸承離心泵的流速顯著高于蠕動泵(6-7LPM vs. 2.5LPM)。未過濾、預過濾及過濾后培養基的濁度分別為2.5、0.75及0.2NTU，說明使用預過濾器可改善工藝進程。不同過濾器的液體流速范圍為3-25L/min/m2，PES中空纖維過濾器的流速為10L/min/m2；死端過濾器的過濾體積可達300L/m2，而TFF過濾器的過濾體積可達1000L/m2以上。
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討論
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本實驗對哺乳動物細胞培養基的除菌過濾工藝進行了優化，結果顯示，無軸承離心泵可提供2倍于蠕動泵的流速，且流速更穩定。預過濾器可初步澄清培養基，降低后續過濾成本。TFF過濾器的過濾體積是死端過濾器的3倍，流速與其它過濾器相似。綜上所述，中空纖維HFF過濾器結合無軸承離心泵可用于哺乳動物培養基的快速、高效大規模除菌過濾。
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文獻來源：
Monteil, D. T., Burki, C. A., Baldi L., et al., The optimization of a rapid low-cost alternative of large-scale medium sterilization. BMC Proceedings, 2012, 7(6):45.
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