使用台式生物反应器监测O2和CO2

在本次采访中，Patrick Floris博士向亚速姆介绍了细胞培养实验以及尾气分析在其研究中的作用，该研究是Thermo Fisher与NIBRT表征和可比性实验室合作的一部分

你能概述一下你在细胞培养方面的研究实验，特别是你发表的材料中的实验吗？

感兴趣的出版物讨论了使用CHO-K1宿主的典型哺乳动物细胞培养过程。

我们的目标是将这些过程用作模板，以评估多个PAT和相对较新技术的集成，如Thermo Fisher的磁性部门MS，从而在同一平台内进行在线过程和产品表征。

典型细胞培养应用中的关键工艺参数是什么？

通常，在细胞培养应用中，CPP将包括例如pH、温度和溶解氧水平。在本出版物中描述的工作中，我们特别关注了气体输送方法和空气和氧气流速的影响

还对过程中的代谢物和营养水平进行了评估，因为这些指标提供了有关细胞培养行为的信息，最终使我们能够对我们实施的在线技术进行更好的评估。

溶解氧-图像信用：Shutterstock/dkidpix

尾气分析在你的研究中有什么特点？

我们研究中使用的磁扇形质谱仪是通过在线配置配置的，带有实验室规模的5L工作容积台式生物反应器。

我们评估了在线MS是否能够提供实时过程数据，从而确定通过多种配置，文化是否按照预期进展。在项目的初始开发阶段，气体输送方法以相对简单的形式进行配置，允许MS提供有关提供给培养物的气体浓度以及培养物产生的气体浓度的所需信息。

在初始评估期间，我们对引入的气体实施了一种裂解机制，将其同时导向生物反应器和MS检测器，但其性能不如我们所希望的。

然而，Thermo Fisher团队是创新的，随后实施了新的方法来生成整个培养过程中的数据，最大限度地减少了我们最初遇到的一些问题，这些问题导致了引入的气体流速的可变性。

我们主要想监测O的浓度_2.和公司_2.因此，实施的新方法使我们能够在两种目标物种进出船只时获得更准确的信息。

通过精确测定这些物种的浓度，我们可以更好地了解细胞行为，精确地观察培养中这种行为发生变化的时刻。这通常通过Thermo Fisher Gasworks软件提供的呼吸商（RQ）计算完成。

在哺乳动物细胞培养物中测定RQ通常具有挑战性，因为细胞密度通常不高，例如在细菌发酵过程中。如果细胞密度不是特别高，那么呼吸活动将非常少，因此您将需要敏感的技术，如我们评估的MS技术，以便拾取细微的细胞呼吸活动并获得准确的RQ测量。

图片来源：Shutterstock/jörg röse Obereich

Thermo Fisher在您的研究中扮演了什么角色？

这项研究是非常合作的。赛默飞世尔不仅为我们提供了仪器和配置仪器的技术诀窍，而且该公司还通过定期数据审查为我们提供支持，帮助我们了解如何在后续实验中表现更好。

这是一次富有成效的合作，因为他们从很早的阶段就大量参与其中。

在电子配置方面需要一些发展。因为我们使用的是Thermo Fisher的HyPerforma台式生物反应器，所以通信协议是可以访问的，但它仍然需要了解配置如何随时间演变。

总的来说，Thermo Fisher的支持对于交付我们成功交付的产出至关重要。

为什么选择Prima BT质谱仪进行尾气分析？

Prima BT比其他类型的质谱仪工具有几个优势，主要是因为它依赖于磁扇区技术。磁扇区不受光谱中质量位置微小变化的影响。

例如，基于四极的检测中的峰值将是典型的高斯形状，如果出现任何质量漂移，则强度也将随之改变。然而，对于磁性扇形，这些质量的微小变化不会导致强度的变化，因为峰值是平坦而宽的。

这是一个优势，也是我们通过实验评估磁扇技术和Thermo Fisher提供的Prima BT的关键原因之一。

使用Prima BT是否有助于您获得任何其他有价值的流程相关信息？

确实如此，特别是当我们观察我们最初认为仅供参考的东西时，例如，磁扇形仪器中的流量计。

我们最初观察了进入质谱仪的气体的流速值，以确保我们提供的流速足以让质谱仪准确测量我们想要测定的物种。

但是，我们还发现了我们没有预料到的其他信息，例如过滤器完整性。通常，在生物反应器构建阶段，仅在启动培养物之前评估过滤器完整性。这种方法无法在整个过程中跟踪过滤器的完整性。

通过MS连续监测废气流速，我们还能够看到排气过滤器在整个培养过程中随机出现堵塞。

这使我们能够防止事态恶化，避免生物反应器中的压力积聚。这是MS的一个附加功能，为我们提供了有价值的过程信息。

你在这个领域的下一步研究是什么？

在这个项目完成后，我开始扮演一个不同的角色，更专注于技术转让活动，而不是研究。然而，我确实认为，我们向Thermo Fisher提供的反馈可用于进一步开发该技术，并在监测哺乳动物细胞培养过程的生物反应器配置方面对其进行优化。

关于Patrick Floris博士

Floris博士获得都柏林理工学院化学科学理学学士（荣誉）学位和博士学位。来自都柏林城市大学，专注于用纳米材欧洲杯线上买球料功能化的整体固定相的开发，用于微催化和毛细管液相色谱。2015年，他加入了NIBRT的表征和可比性实验室，致力于工业细胞培养基的LC-MS表征，以监测过程可变性的来源。在NIBRT，他进一步参与整合新的PAT方法，用于实时监测和表征哺乳动物细胞培养过程。欧洲杯足球竞彩