CHO细胞培养解决方案

一、引言

中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）因其高效的表达能力、良好的稳定性和安全性，在生物制药领域尤其是重组蛋白和抗体药物的生产中占据核心地位。CHO细胞发酵工艺是一个复杂而精细的过程，涉及多个关键步骤以确保产品的高产率和质量。从培养基选择与配制、种子细胞准备、接种与培养条件、发酵过程控制、溶氧与pH调节、营养补料策略、代谢物监测与分析，以及收获与分离纯化等方面，全面阐述CHO细胞发酵工艺。

二、培养基选择与配制

1.  基础培养基：常选用富含氨基酸、维生素、无机盐和必需生长因子的基础培养基，如Ham's F-12或DMEM/F-12混合培养基，以支持CHO细胞的快速生长和高效表达。

2. 营养成分优化：根据CHO细胞的特定需求和产物表达特性，可添加适量血清（如胎牛血清）或无血清替代品，以及特定的生长因子

 （如IGF-1）、激素（如胰岛素）等，以优化细胞生长和蛋白表达。

3.  pH调节：培养基初始pH通常设定在7.0-7.4之间，使用缓冲盐（如HEPES）维持pH稳定。

三、种子细胞准备

1.  细胞复苏与扩增：从液氮中复苏CHO细胞，经过几次传代培养，逐步扩大规模至所需接种量。

2. 细胞质量检测：通过细胞形态观察、活力检测（如台盼蓝染色）、无菌检查等手段确保种子细胞质量。

四、接种与培养条件

1.  接种密度：根据细胞类型和工艺需求，选择合适的接种密度，一般控制在(1-5) × 10^5 cells/mL。

2.   培养条件：包括温度（36.5-37.5°C）、搅拌速度（以提供适当的混合和气体交换）、气体流量（主要为CO₂和O₂的混合气体）等，需根据细胞生长情况适时调整。

五、发酵过程控制

1.细胞生长监测：定期取样测定细胞密度、活率和代谢活性，通过显微镜观察细胞形态。

2. 温度与搅拌控制：维持适宜的温度和搅拌条件，以促进细胞生长和代谢。

六、溶氧与pH调节

1.  溶氧控制：通过调整气体流量和搅拌速度，维持发酵液中溶解氧（DO）在适当水平（通常高于20%），以满足细胞呼吸需求。

2.   pH调节：根据实时监测的pH值，适时添加酸碱溶液（如NaOH、HCl或CO₂），维持pH在设定范围内。

七、营养补料策略

1.   定期补料：根据细胞生长和代谢物消耗情况，适时补充葡萄糖、氨基酸、维生素等营养物质，以延长细胞生长周期和提高表达量。

2. 智能补料：采用在线监测和反馈系统，实现营养物质的精准补给，提高补料效率。

八、代谢物监测与分析

1.  代谢产物检测：定期检测发酵液中的乳酸、氨、氨基酸等代谢产物，评估细胞代谢状态。

2. 目标产物分析：利用HPLC、ELISA等方法检测目标蛋白的表达量和纯度，确保产品质量。

九、收获与分离纯化

1.  发酵液收获：当细胞密度下降、表达量不再显著增加时，结束发酵过程，收集发酵液。

2.  分离纯化：采用离心、超滤、层析（如亲和层析、离子交换层析）等技术，从发酵液中分离并纯化目标蛋白。

3.   产品检测与储存：对纯化后的产品进行质量检测（如纯度、活性、稳定性等），合格后进行分装、贴签和储存。