充足的氧氣供應(yīng)對于細胞周期中所有能量消耗過程的正常運行至關(guān)重要。一次性生物反應(yīng)器在實驗室規(guī)�；�培養(yǎng)動物細胞中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在細胞培養(yǎng)過程中的有效通氣是實現(xiàn)高細胞密度和高產(chǎn)品濃度的一項要求。一次性生物反應(yīng)器可確保在1 升規(guī)模的動物細胞培養(yǎng)過程中提供充分的氧氣供應(yīng)和高生產(chǎn)率。 
一次性生物反應(yīng)器培養(yǎng)系統(tǒng)
     在受控培養(yǎng)系統(tǒng)中，例如常見的攪拌罐生物反應(yīng)器，氣體供應(yīng)自動化控制。通過調(diào)整攪拌、充氣速率和/或氧飽和度的特殊控制級聯(lián)用于規(guī)避氧氣限制。然而，這種控制在普通的實驗室細胞培養(yǎng)設(shè)備中是不可用的，這些設(shè)備主要由易于使用和低成本的設(shè)備組成。這些設(shè)備中的大多數(shù)是表面充氣的，因此受到水平液面的限制。這通常會導(dǎo)致氧氣供應(yīng)受限；例如，使用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)瓶無法實現(xiàn)最佳細胞密度和產(chǎn)品濃度。  一次性生物反應(yīng) 器是一種一次性的獨立培養(yǎng)裝置，它是為快速細胞培養(yǎng)而開發(fā)的，通過確保充足的氧氣供應(yīng)而無需使用復(fù)雜的設(shè)備和高攪拌速率。它易于使用，可實現(xiàn)具有成本效益的實驗室規(guī)模細胞培養(yǎng)，建議的工作體積為 1 升。
    一次性生物反應(yīng)器的主要特點是集成的膜曝氣和攪拌系統(tǒng)，可在細胞培養(yǎng)過程中實現(xiàn)氣體傳輸。中空纖維膜纏繞在攪拌棒上，攪拌棒在尖端包含鐵芯。攪拌是通過磁力驅(qū)動單元實現(xiàn)的。隔膜泵補充了設(shè)置；它將環(huán)境空氣通過無菌過濾器送入中空纖維膜。在工作條件下，氧氣和二氧化碳從中空纖維膜擴散到細胞懸浮液中。中空纖維的多重纏繞代表了（活性）曝氣表面的巨大增加。因此，氧氣不會限制細胞生長，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶相比，它的生產(chǎn)能力會更強。如果需要特殊氣體，該組件可以放置在培養(yǎng)箱中（例如 CO 2培養(yǎng)箱）。

     一次性生物反應(yīng)器是完全預(yù)組裝的。一個特殊的取樣系統(tǒng)可以進行無菌取樣。此外，通過使用 Luer 鎖連接器封閉的備用端口，可以在培養(yǎng)的任何時候喂食。培養(yǎng)瓶本身（總體積，1升）與標準轉(zhuǎn)子兼容，即細胞懸液可以在培養(yǎng)瓶中離心。如果一次性生物反應(yīng)器的內(nèi)容物打算用作大型生物反應(yīng)器的種子，則培養(yǎng)液可以直接從生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)移——例如，通過蠕動泵進行泵送傳遞。
細胞生產(chǎn)能力測試
通過一次性生物反應(yīng)器中培養(yǎng)草地貪夜蛾Sf9 細胞和中國倉鼠卵巢 (CHO) 細胞。進行生物反應(yīng)器細胞培養(yǎng)能力的測試驗證。
SF9細胞的培養(yǎng)測試
Sf9培養(yǎng)研究是在 Sf-900 III 培養(yǎng)基（無血清）中于 27 °C 的培養(yǎng)箱中培養(yǎng) Sf9 細胞（未轉(zhuǎn)染），將攪拌速率調(diào)整為 75 rpm。 0.1 vvm（氣體體積/液體體積/分鐘；放氣速率通過使用培養(yǎng)箱的轉(zhuǎn)子流量計系統(tǒng)調(diào)節(jié)）。起始細胞密度為2×10 6 個活細胞/ml。
接種后第4天達到1.66×10 7 個細胞/ml的最大活細胞數(shù)。在相同條件下在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)瓶中培養(yǎng)導(dǎo)致細胞密度為 4-5 × 10 6 個活細胞/ml

（上圖為：在 27 °C、75 rpm 和 0.1 vvm 的 Sf-900 III 培養(yǎng)基中批量培養(yǎng) Sf9 細胞）
CHO細胞的培養(yǎng)測試
     通過使用CHO細胞培養(yǎng)基在 37 °C 的 CO 2培養(yǎng)箱中培養(yǎng) CHO 細胞，CO 2飽和度為 5%。起始細胞密度為1×10 6 個活細胞/ml，攪拌器速度為60 rpm。在一次性生物反應(yīng)器中培養(yǎng) CHO 細胞，培養(yǎng) 3 天后最大活細胞數(shù)約為4 × 10 6 個細胞/ml，而在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)中達到的最大細胞密度為 <2 × 10 6活細胞/ml。在 一次性生物反應(yīng)器和傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶中，在 proCHO5 培養(yǎng)基中以 37 °C、60 rpm 的速度分批培養(yǎng) CHO 細胞，通過膜泵進行通氣，并在 5% CO 2飽和度下進行。在一次性生物反應(yīng)器中培養(yǎng) Sf9 細胞產(chǎn)生的最大活細胞數(shù)比在表面曝氣操作的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)瓶中生長的細胞高 > 3 倍。在一次性生物反應(yīng)器中培養(yǎng) CHO 細胞時，可以觀察到活細胞數(shù)量比在轉(zhuǎn)瓶中增加了約兩倍。
      在其他研究中，一次性生物反應(yīng)器用于培養(yǎng)鼠雜交瘤細胞。在這些研究中均達到了 3.16 × 10 6 個活細胞/ml 的最大細胞密度，這比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶 高約2.25 倍。通過這些實驗數(shù)據(jù)表明，與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)瓶細胞培養(yǎng)相比，一次性生物反應(yīng)器均提供了較高的細胞密度，實現(xiàn)了不同類型的細胞規(guī)模化擴增的新模式。

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