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11月20日

如何解决发酵和细胞培养中溶氧值波动、测量结果漂移的困扰?

作者 : admin | 分类 : 生物医学 | 超过 4 人围观 | 已有 0 人发表了看法
原标题:如何解决发酵和细胞培养中溶氧值波动、测量结果漂移的困扰?

2020年医保谈判在即,医保的“双十一”众所期待。以PD-1 为例,2款进口、4款国产、竞争可谓非常激烈。除了PD-1 ,公布的形式审查名单中还有其他抗体类、重组蛋白类生物药。能纳入医保固然有利于提高市场份额。但无论是进口原研还是国产替代,真正能长久获得较高市场份额的必然是质优价低的药品。

如何解决发酵和细胞培养中溶氧值波动、测量结果漂移的困扰?

要开发质优价低的生物药,药企则需要降本增效,对于工艺过程中关键参数的精准可靠的监测和调控尤为重要,比如:生物反应器pH 和溶解氧的监测与调控。位于杭州医药港小镇的某生物制药公司在进行工艺开发小试时,则在溶氧监测方面遇到了挑战。在其2L的小罐中,某品牌极谱法溶解氧电极在维护保养方面耗时费事,还出现灭菌后电解液发黑的现象,对于这一现象是否会干扰溶氧值的准确检测,工艺开发人员一直心存疑虑。

但比起维护麻烦,更加困扰工艺开发人员的则是聚积在电极顶部的气泡。因为气泡中的氧分压高于培养介质中的氧分压,随着气泡的聚集和消散,电极检测到的溶氧值波动非常大。鉴于他们采用的O 2 含量控制策略为:维持在一定值,溶氧值不低于目标值70%时使用压缩空气补充,低于70%时用纯O 2 补充,通过自控阀门切换。带有“噪音”的信号进入自控系统,导致氧气测量出现偏差,超出限定的控制范围,影响细胞的生长代谢,进而影响目的产物的质量和产量。

了解到这一情况后,梅特勒-托利多的工程师向工艺开发人员推荐了InPro6860iHD,并详细阐述了这款利用荧光淬灭原理、采用斜角设计等过“极”之处。

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InPro6860iHD的过“极”之处

首先:InPro6860iHD是市面上唯一采用了30°的斜角设计和特有的亲水表面处理的溶氧电极。在顶插式应用中,有效的避免了气泡在电极头部聚集,消除气泡带来的溶氧测量的噪音信号,进行稳定可靠的溶氧测量。

其次,这款电极采用了荧光淬灭的原理。相比极谱氧电极需要更换电解液、溶氧膜后再极化6hr才能使用,InPro6860iHD光学氧只有光学帽这一个消耗件,将新的光学帽拧上即完成更换,再利用配套的iSense 软件校准,即插即用,维护时间缩短90%;极谱氧传感器的维护需求取决于它的应用,但是每月都需要维护的情况也很常见。光学氧只有一个消耗件,该部件一年大约仅需更换一次。

最重要的是, 具备ISM 智能传感器管理技术的InPro6860iHD在处理工艺过程中信号漂移有独特的自稳定性控制,确保测量精准可靠。传感器头部内置芯片,利用专有的算法检测采样速率、含氧量和过程温度,从而准确的计算发色荧光基团的老化导致的漂移,并对漂移进行自稳定性控制。这种自稳定性控制保障了传感器多批次测量间的一致性。

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如何解决发酵和细胞培养中溶氧值波动、测量结果漂移的困扰?

左图:无稳定性控制的荧光发色团随批次数量增加偏移不断累积

右图:有自稳定性控制的荧光发色团在一定批次数量内偏移不会累积

测量精准可靠、操作维护简单省事、使用寿命长这些正是该制药公司工艺开发人员对溶氧电极的期待,因此他们将用于小试的7个罐子上默认配置的某品牌极谱氧电极均换成了梅特勒-托利多的InPro6860i HD,并且预配了7个光学帽作为备件。在更换后长达半年的使用内,工艺开发人员对斜角光学氧在长达28天的灌流培养中的溶解氧测量稳定性、维护保养的简便性非常满意。最新的消息是他们计划在新购的十几个 3L/5L的小罐上均使用InPro6860i HD

生物药在工艺开发的小试阶段就需要稳定、一致的工艺过程参数测量,在溶解氧的测量中,越来越多的研发用户选择InPro6860i HD 进行台式反应器的顶插测量。利用创新的斜角设计、亲水处理解决顶插式溶氧测量中气泡的干扰,不仅解决工艺开发人员的困扰,更为后续的中试、甚至是商业化生产提供了可靠的工艺参数。如果您也小试时面临同样的困扰,欢迎点击“阅读原文,获得更多专业的帮助。

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