WAVE细胞培养手册原理和方法.pdf

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1、GEHealthcareLifeSciences1，基本原理细胞培养新型WAWAVE细胞反应器的基本原理通用电气生命科学部苗景赟1.WAVE生物反应器介绍新型WAVE波浪生物反应器的创始人为先灵保雅公司著名细胞培养专家Singh博士，采用创新的非介入搅拌理念，为细胞提供最佳的生长环境，从而显著提高细胞密度、改善细胞生长状态，为细胞培养工作者提供可放大的新型自动化细胞培养平台，有效代替传统发酵罐。经过15年的不断完善和创新，WAVE已成功用于T细胞连续灌注、CHO单抗表达、S2等昆虫细胞、杂交瘤、293瞬时转染和腺病毒生产、PERC6细

2、胞、Vero、MDCK微载体和病毒培养、植物细胞(包括愈伤组织)悬浮培养、干细胞培养、细菌和酵母发酵等多种培养体系，成为未来细胞培养的发展方向。WAVE2/10WAVE20/50WAVE使用预先消毒的细胞培养袋，在精细控制的可加热的摇动平台上，自动反馈控制培养温度、pH、溶氧和压力等参数，实现细胞培养过程的自动化精密控制。相比搅拌罐生物反应器，WAVE生物反应器使用温和高效的波浪混合方式（见上图），避免搅拌桨和鼓泡对细胞剪切力伤害的同时，显著提高体积-1传氧系数(kLa>50hr)，使得细胞状态更好，生长速度快密度高，表达蛋白性质均一

3、，易于操作和放大，避免使用消泡剂。3无热原的WAVE培养袋预先经过放射灭菌，可以省去繁冗的反应器清洗-消毒灭菌-验证等工作，节省时间提高工作效率，有效防止染菌，降低产物中的内毒素水平。培养袋选用多层医疗级塑料材质，无菌无热原，符合USPVI的要求，可以用于cGMP生产和细胞治疗，提供完整的材质认证支持文件。细胞培养袋预留多种接口，分别用于通气、接种、收获、补料、无菌取样和灌注培养等，可以在非洁净环境中随时进行无菌取样（见下图），监控细胞培养状态。用户还可以根据实验需要和市场情况，迅速更换为不同的细胞株进行细胞培养或临床生产，提高工作效

4、率，缩短产品上市时间；同时防止不同培养之间的交叉污染，安全便捷；可以在不增加厂房面积的情况下，增加生产批次、有效提高厂房利用率，提高产能。WAVE轻松实现便捷的无菌操作连续灌注培养(Perfusion)可以避免细胞代谢废物在反应器中的累积，连续收获培养液的同时不断加入新鲜培养基以维持恒定的营养物质浓度，使细胞处于对数生长期，显著增加细胞密度并提高蛋白表达水平。使用较小的反应器，如500L培养规模即可进行每批15000L/30天的连续培养，实现年产几百公斤蛋白药物的生产规模，节省厂房和设备投资，降低生产投资成本。WAVE反应器对于连续灌

5、注等多种培养方式具有很好的兼容性，集成在线称重装置的摇床Loadcell可以根据培养液的重量实现自动连续收获和补料；无菌培养袋内预先无菌集成了FloatingFilter形式的漂浮式细胞截留膜，有效截留细胞的同时，避免了外接细胞截留装置易堵塞、无菌连接容易污染等问题，操作简单可靠，有效提高培养细胞的密度和产量。4WAVE实时称重功能实现连续自动灌注培养Merck公司将集成细胞截留膜的无菌培养袋创新的用于工作细胞库的建立，内置的细胞截留膜可以在无菌封闭的培养袋中进行细胞清洗和浓缩，最终实现工作细胞库的冻存，代替反复离心操作，有效避免细7

6、胞库的污染。结果显示，在10L的规模下，可将细胞浓缩至1.5x10cell/ml进行冻存，活率>95%，操作完全符合GMP要求，有效保证细胞库的安全建立。使用WAVE反应器，培养工作体积范围宽，推荐为5~50%的培养袋总体积，因此可以在一个培养袋中实现10倍体积的扩增，无需种子罐和大量摇瓶，避免了在不同的培养容器中频繁转移传代。同一型号的WAVE反应器可兼容不同大小的细胞袋，实验室规模的WAVE2/10可以配合1、2、10L的细胞培养袋，灵活实现50ml~5L体积的培养。WAVE20/50反应器可兼容2、5、10、20L的细胞培养袋，

7、可以灵活使用1或2个2~10L培养袋或1个20L的培养袋，实现100ml~10L体积的培养，并可扩展为最大25L的培养体积。可以从冻存管直接接种到培养袋中，进而快速扩增传代到5-10L规模，方便易用。WAVE20/50灵活放置一个或两个培养袋用于细胞扩增和条件优化以自动化控制和系统集成著称的GE公司，针对细胞培养应用的特点，不断开发新的控制方式和新型5传感器，对细胞培养的temp、DO溶氧、pH、重量、气体混合、气速等各种参数进行自动反馈控制。温度PID反馈功能可以智能调节加热功率输出，随着温度的升高自动逐渐降低加热功率，根本上杜绝了

8、细胞过热的风险。DO溶氧电极采用专利的第二代光纤溶氧电极，使用过程中DO电极插入培养袋上的透氧硅胶夹套进行检测而无需直接接触料液（见下图），从而省去了电极高压灭菌和清洗的操作，而且长达数十天的培养过程中可以随时取出电极进